在电子通信技术实际应用中发现，普通微波天线存在增益低、频带窄、体积大以及性能差等缺点，导致其应用范围受到较大限制。而将人工电磁材料应用到微波天线中，利用人工电磁材料结构内的电磁带隙结构，可以有效解决此类问题。根据电磁带隙结构电磁理论，对带隙结构特性以及反射相位特性进行分析，设计多种形式电磁带隙结构，然后将其应用到微波天线中，对微波天线性能进行优化。

1 人工电磁材料结构分析

人工电磁材料在自然界不存在，并且由多种介质或者金属按照一定规律周期排列具有独特电磁性质的人造媒质。自然材料的构成包括分子、原子与离子等微观粒子，而粒子间的空间排列方法，以及粒子自身特性决定了材料的电磁性质。对于人工电磁材料来讲，可将人造单元结构简单的看作为自然界材料的微观粒子，以等效媒质理论为依据分析，如果基本单元结构尺寸与电磁波波长相比处于亚波长时，则此频率下人造单元结构可被看作为构成新型人工电磁材料的微观粒子。单元结构特点以及各单元空间排列方式是决定新型人工点此材料电磁特性的主要因素。其中，磁导率与介电常数为材料主要电磁参数，且自然界材料的两个电磁参数均为正数。但是对于人工电磁材料来讲，需要通过人工设计单元结构，并按照一定规律进行排列，促使其可以实现负介电常数与负磁导率[1]。人工电磁材料的组成包括众多微观组织结构，且各微观尺寸非常小，这样便可以基于此特点对人工电磁材料结构与尺寸的调整达到控制材料特性的目的。人工电磁材料电磁特性良好，且可以认为控制其等效参数，可以更好地满足天线近、远场电磁特性控制要求，因此其在微波天线中应用具有较大技术优势。

RFID在物流领域主要用于运输、存储、配送和出入库等环节。为了减少在制品信息采集过程中人力的使用，Age钢铁公司利用无人机(Unmanned Aerial Vehicle, UAV)加RFID技术在户外堆场追踪钢材产品的库存信息；2016年德国CeBIT展会上，德国弗劳恩霍夫物流研究院(Fraunhofer IML)和Aibotix无人机公司合作展示了基于RFID技术的UAV库存管理系统。

2 电磁带隙结构特性

2.1 反射相位特性

人工电磁材料结构表面在遇到电磁波后，电磁波会发生反射，因为良导体表面阻抗比较小，因此磁场较大但是电场小，当导体表面阻抗比较大时，则电场较大磁场较小[2]。假设电磁结构平面与XOY平面重合，电磁波沿着Z轴进行入射传播，则可确定起空间电磁场方程：

 

 

结构单元阻抗边界条件为：

 

基于人工电磁材料结构自身的电磁特性，将其应用到微波天线中，可以通过两者的有效结合，对天线性能进行优化，不仅能够控制对天线近场幅度、相位，同时还可以通过天线近场与远场之间的联系，便能够控制天线远场辐射能量。假设某线天线位于x轴上，其场强分布为E(xλ)，其中xλ=x/λ，则天线远场辐射电场为：

 

结合相关算法来对各公式进行推导计算，可以确定反射相位曲线，分析可得当频率趋于无穷小时，人工电磁材料结构单元阻抗趋于良导体；可得当频率趋于无穷大时，人工电磁材料结构单元阻抗非常大。这样在实际研究中，将π/2到-π/2区间成为同反射区间，并且此区间内辐射电磁波与入射电磁波为同相位。

 

总之，以上地质现象目前尚不能完全确定为冰川成因，但这些“类冰川地质遗迹”的发现，必将引发科学界更多专家学者的观注和思考，再通过以上所提到的各种地质技术手段的综合研究和分析，在黑龙江省最终认定古冰川地质遗迹的存在并进一步发现更多冰川地质遗迹是极有可能的。

 

自由空间波阻为：

2.2 表面波抑制特性

通过分级才能按级包装、定价、收购和销售。分级不仅可以贯彻优质优价的政策，而且可以推动果树栽培管理技术的发展和提高。通过分级、剔除病虫果和机械损伤果，既可使产品按大小分级便于包装标准化，又可减少在贮运中的损失，减轻一些危险病虫害的传播，并将这些残次产品及时销售或加工处理，以降低成本和减少浪费。总之，苹果的分级是苹果商品化生产中的一个重要环节，应引起高度的重视。

结构单元反射相位为：

3 人工电磁结构在微波天线中应用设计

3.1 人工电磁材料在天线中应用

结构单元上的电磁反射系数为：

电线所辐射的电磁波在遇到介质基板时，电磁能量则会以表面波的形式进行传播，并且含有部分表面波因为与介质板距离较远而出现逐渐衰减的特性，其余大部分的电磁波能量则会存在于介质板表面附近。此特性对天线辐射特性影响较大，会导致天线副瓣升高并且后向绕射。将人工电磁材料应用到微波天线中，通过结构产生的带隙特性，可以有效解决介质板上表面波问题。将BEG结构作为对象进行分析，当频率比较低时，EBG结构表面为感性状态，TM波可以进行传播；当频率比较高时，EBG结构表面为容性状态，TE波可以进行传播并且产生漏波；当EBG结构处于谐振频段时，结构表面存在非常高的阻抗，TM与TE均无法进行传播。由此可以确定，人工电磁材料结构产生带隙可以对表面波的传播过程近产生抑制，并且带隙由材料结构自身参数决定。

 

其中，φ为线天线法向与辐射方向夹角。

人工电磁材料结构利用自身结构微小周期性变化特点，可以使得介电常数以及磁导率产生低折射、负折射，达到改变E(xλ)的目标，进而能够对天线近场与远场辐射产生影响，由此科研人员对其在微波天线中应用的研究不断加深。

3.2 复合EBG结构在微波天线中应用

选择机载雷达应用最为广泛的波导缝隙天线为对象进行应用研究，设计16元矩形波导缝隙天线，将电磁带隙结构应用到常规波导缝隙天线内，以此来提高天线辐射性能。在对天线设计参数指标进行确定时，要求矩形波导缝隙天线工作在X波段，工作中心频率为10GHz，副瓣电平小于-20dB，增益在17dB以上，以及带宽不得小于100MHz。根据设计参数来选择合适的矩形波导，确定型号为BJ-100的标准矩形波导；并结合波导尺寸与缝隙关系，根据缝隙电导函数来计算得到个缝隙具体参数，最后在Ansoft HFSS内对矩形波导缝隙天线进行建模，并进行模型仿真。可利用泰勒综合法计算天线口径面激励电流，并结构matlab软件理论计算，得到相应数据。最后对模型仿真结果进行综合分析，确定天线设计是否达到复合要求。

从图1中可以看出，由于转动角度以及载频的不同，所得到的重构结果δk,n的幅度大小会有所差异，但是由于观测的目标相同，因而所重构的方位向散射点位置信息相同.这一特性可以在重构过程中加以利用，从而提高重构的精度.

4 结语

人工电磁材料应用到微波天线中，可以对传统结构天线存在的缺陷进行优化。而想要将人工电磁材料高效的应用要微波天线中，还需要不断进行研究总结，以求达到设计要求。

参考文献

[1]徐健.人工电磁结构材料的磁性质研究与应用[D].南京邮电大学，2017.

[2]郭超.人工电磁材料结构在微波天线中的应用研究[D].华北电力大学(北京)，2017.