電磁帶隙（EBG）一般具有高阻抗和同相反射的特性。由于它能抑制表面波的傳播，在天線設(shè)計(jì)中能作為反射器來(lái)提高天線的增益。結(jié)構(gòu)與天線間的距離通常遠(yuǎn)小于1/4波長(zhǎng)。因此，在陣列天線中，電磁帶隙結(jié)構(gòu)能減少天線單元間的互相作用，減小天線的體積。在可穿戴天線的研究中，電磁帶隙結(jié)構(gòu)能降低天線對(duì)人體的輻射效應(yīng)，提高天線增益，是一個(gè)很好的選擇。典型的蘑菇形（Mushroom-like）電磁帶隙結(jié)構(gòu)最早由Dan Sievenpiper等人提出，這里將引用其作為引例來(lái)研究其基本的特性。

一、等效電路

當(dāng)HIS結(jié)構(gòu)與電磁波相互作用時(shí)，矩形金屬貼片產(chǎn)生相應(yīng)的感應(yīng)電流，同時(shí)，因受到平行于貼片的電壓作用，會(huì)導(dǎo)致電荷在兩相鄰貼片末端之間大量積累，其可用電容來(lái)描述。而這些電荷又會(huì)沿著方形貼片、金屬化通孔和地板的路徑來(lái)回流動(dòng)，與這些電流聯(lián)系在一起的就是磁場(chǎng)和電感。

1）電容計(jì)算

2）電感計(jì)算

• 當(dāng)傳播信號(hào)的頻率f大于諧振頻率f0時(shí)，ZEBG < 0，EBG結(jié)構(gòu)表面呈容抗?fàn)顟B(tài)，允許TE表面波傳播；
• 當(dāng)傳播信號(hào)的頻率f小于諧振頻率f0時(shí)，ZEBG > 0，EBG結(jié)構(gòu)表面呈感抗?fàn)顟B(tài)，允許TM表面波傳播；

當(dāng)傳播信號(hào)的頻率在諧振頻率f0附近時(shí)，ZEBG 趨近與無(wú)窮大，EBG結(jié)構(gòu)表面呈現(xiàn)高阻抗?fàn)顟B(tài)，TE和TM模式都不允許傳播，因此當(dāng)傳播信號(hào)的頻率在諧振頻率附近時(shí)，EBG結(jié)構(gòu)表面能形成帶隙。

4) 諧振中心頻率

5）帶寬

BW是表面波帶隙寬度，n為自由空間波阻抗。

1. 金屬貼片。當(dāng)金屬化通孔直徑較小時(shí)，貼片尺寸增大時(shí)，表面波帶隙向低頻偏移，。且由于貼片尺寸增大，電容C也會(huì)隨之增大，最終導(dǎo)致帶隙寬度BW減少

2. 縫隙寬度。當(dāng)縫隙寬度逐漸增大，表面波帶隙向高頻偏移，同時(shí)帶隙寬度BW也會(huì)增加。這是因?yàn)殡S著縫隙寬度變大，等效電容C減小，再結(jié)合公式可知，工作頻率和帶寬就會(huì)提升

3. 金屬化通孔。當(dāng)增大通孔直徑時(shí)，通孔處的表面電流和金屬貼片的邊緣場(chǎng)產(chǎn)生耦合，進(jìn)而促使表面波帶隙工作頻段向高頻偏移，帶隙寬度隨之減小

4. 介質(zhì)基板的介電常數(shù)。當(dāng)增大基板相對(duì)介電常數(shù)，導(dǎo)致等效電容C增大，對(duì)應(yīng)的帶隙工作頻段則會(huì)向低頻偏移，表面波帶隙的工作帶寬會(huì)減小

5. 介質(zhì)基板厚度。增加基板厚度，會(huì)使得等效電感L增大，表面波帶隙工作頻帶向高頻偏移，對(duì)應(yīng)工作帶寬增大。