Luận án Nghiên cứu phát triển cấu trúc ebg ứng dụng cho các hệ thống thông tin vô tuyến thế hệ mới

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 
HUỲNH NGUYỄN BẢO PHƢƠNG 
NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN CẤU TRÚC EBG ỨNG DỤNG CHO 
CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN THẾ HỆ MỚI 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG 
Hà Nội – 2014 
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI 
HUỲNH NGUYỄN BẢO PHƢƠNG 
NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN CẤU TRÚC EBG ỨNG DỤNG CHO 
CÁC HỆ THỐNG THÔNG TIN VÔ TUYẾN THẾ HỆ MỚI 
Chuyên ngành: Kỹ thuật Viễn thông 
Mã số: 62520208 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT VIỄN THÔNG 
TẬP THỂ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 
1. PGS. TS. ĐÀO NGỌC CHIẾN 
2. PGS. TS. TRẦN MINH TUẤN 
Hà Nội – 2014 
 i 
LỜI CAM ĐOAN 
Tôi xin cam đoan rằng các kết quả khoa học được trình bày trong luận án này là 
thành quả nghiên cứu của bản thân tôi trong suốt thời gian làm nghiên cứu sinh và chưa 
từng xuất hiện trong công bố của các tác giả khác. Các kết quả đạt được là chính xác và 
trung thực. 
 Tác giả luận án 
 Huỳnh Nguyễn Bảo Phƣơng 
 ii 
LỜI CẢM ƠN 
Đầu tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.TS. Đào Ngọc Chiến và PGS.TS. 
Trần Minh Tuấn đã trực tiếp hướng dẫn, định hướng khoa học, dành nhiều thời gian và tâm 
huyết giúp đỡ tác giả về mọi mặt để hoàn thành luận án. 
Tác giả chân thành cảm ơn Khoa Kỹ thuật và Công nghệ, Trường Đại học Quy Nhơn 
đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả được tập trung nghiên cứu trong thời gian qua. 
Chân thành cảm ơn Bộ môn Hệ thống viễn thông, Viện Điện tử Viễn thông, Viện Đào tạo 
Sau Đại học, Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho nghiên 
cứu sinh trong suốt quá trình nghiên cứu, học tập và thực hiện luận án. Xin chân thành cảm 
ơn sự quan tâm, giúp đỡ, động viên của các đồng nghiệp, nhóm Nghiên cứu sinh – Viện 
Điện tử Viễn thông đã dành cho tôi. 
Qua đây, tôi cũng chân thành cảm ơn Quỹ phát triển Khoa học và Công nghệ Việt 
Nam (NAFOSTED) đã tài trợ kinh phí tham dự hội thảo khoa học quốc tế tại nước ngoài. 
Đồng thời, tôi xin gửi lời cảm ơn Khoa Điện tử - Viễn thông, Trường Đại học Công nghệ, 
Đại học Quốc gia Hà Nội đã tạo điều kiện giúp đỡ trong quá trình đo đạc mô hình chế tạo 
thực nghiệm. 
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến gia đình, vợ và con trai đã luôn động viên, 
giúp đỡ và hy sinh rất nhiều trong thời gian vừa qua. Đây chính là động lực to lớn để tôi 
vượt qua khó khăn và hoàn thành luận án này. 
Tác giả luận án 
 Huỳnh Nguyễn Bảo Phƣơng 
 iii 
MỤC LỤC 
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................................. i 
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................................... ii 
MỤC LỤC ........................................................................................................................... iii 
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................... vii 
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ............................................................................................ ix 
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ..................................................................................... xiii 
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................ xiv 
1. Bề mặt trở kháng lớn và ứng dụng trong kỹ thuật anten ..................................... xiv 
2. Những vấn đề còn tồn tại ......................................................................................... xvi 
3. Mục tiêu, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .......................................................... xvii 
Mục tiêu nghiên cứu: ............................................................................................... xvii 
Đối tượng nghiên cứu: ............................................................................................ xviii 
Phạm vi nghiên cứu: ................................................................................................ xviii 
4. Cấu trúc nội dung của luận án .............................................................................. xviii 
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT VÀ CƠ SỞ PHÂN TÍCH CẤU TRÚC 
CHẮN DẢI ĐIỆN TỪ (EBG) ............................................................................................. 1 
1.1. Giới thiệu chƣơng .................................................................................................... 1 
1.2. Bề mặt trở kháng lớn............................................................................................... 1 
1.2.1. Giới thiệu chung về bề mặt trở kháng lớn ......................................................... 1 
1.2.1.1. Vật dẫn điện ............................................................................................... 2 
1.2.1.2. Bề mặt trở kháng lớn ................................................................................. 3 
1.2.2. Cấu trúc chắn dải điện từ - Electromagnetic Band Gap (EBG) ......................... 5 
1.2.2.1. Định nghĩa ................................................................................................. 5 
1.2.2.2. Phân loại .................................................................................................... 6 
1.2.2.3. EBG và Siêu vật liệu (MTM) .................................................................... 7 
1.2.2.4. Các phương pháp phân tích cấu trúc EBG ................................................ 8 
1.2.3. Ứng dụng của cấu trúc EBG trong lĩnh vực anten .......................................... 10 
1.2.3.1. Loại bỏ sóng bề mặt ................................................................................ 10 
1.2.3.2. Anten cấu hình đơn giản .......................................................................... 11 
1.2.3.3. Anten hệ số khuếch đại cao. .................................................................... 12 
 iv 
1.3. Lý thuyết sóng mặt ................................................................................................ 12 
1.3.1. Tiếp giáp điện môi – điện môi ......................................................................... 13 
1.3.2. Bề mặt kim loại ............................................................................................... 15 
1.3.3. Bề mặt trở kháng ............................................................................................. 17 
1.3.4. Bề mặt trở kháng nhân tạo .............................................................................. 20 
1.3.4.1. Bề mặt trở kháng tương đương của cấu trúc hình nấm ............................ 22 
1.3.4.2. Sóng bề mặt lan truyền dọc bề mặt trở kháng .......................................... 24 
1.4. Phƣơng pháp phân tích sai phân hữu hạn miền thời gian................................. 26 
1.4.1. Giới thiệu ......................................................................................................... 26 
1.4.2 Phương pháp sai phân hữu hạn miền thời gian ............................................... 26 
1.4.2.1. Công thức cơ bản ...................................................................................... 26 
1.4.2.2. Giới thiệu phương pháp sai phân hữu hạn miền thời gian ....................... 28 
1.4.3. Điều kiện biên tuần hoàn ................................................................................. 30 
1.4.3.1. Các điều kiện biên tuần hoàn ................................................................... 30 
1.4.3.2. Phương pháp hằng số sóng trong phân tích tán xạ ................................... 32 
1.5. Tổng kết chƣơng .................................................................................................... 33 
CHƢƠNG 2. GIẢI PHÁP THIẾT KẾ CẤU TRÚC EBG ĐA BĂNG TẦN SỬ DỤNG 
PHẦN TỬ ĐIỆN DUNG KÝ SINH ................................................................................. 35 
2.1. Giới thiệu chƣơng ................................................................................................... 35 
2.2. Cấu trúc EBG hai băng tần cho hệ thống WLAN .............................................. 35 
2.2.1 Thiết kế ban đầu .............................................................................................. 36 
2.2.2 Kết quả mô phỏng ........................................................................................... 38 
2.2.3. Khảo sát các đặc tính của dải chắn .................................................................. 39 
2.3. Cấu trúc EBG ba băng tần có kích thƣớc nhỏ gọn ............................................ 42 
2.3.1. Thiết kế ban đầu .............................................................................................. 43 
2.3.2. Xác định dải chắn về tần số ............................................................................. 46 
2.3.2.1. Đồ thị tán xạ ............................................................................................. 46 
2.3.2.2. Dải chắn sóng bề mặt ............................................................................... 47 
2.3.3 Kết quả mô phỏng ........................................................................................... 48 
2.3.4. Khảo sát đặc tính dải chắn ............................................................................... 50 
2.3.5. Khả năng điều chỉnh và ứng dụng. .................................................................. 54 
2.3.6. Bộ lọc thông dải sử dụng cấu trúc EBG .......................................................... 56 
 v 
2.3.6.1. Giới thiệu .................................................................................................. 56 
2.3.6.2. Thiết kế bộ lọc thông dải có kích thước nhỏ gọn ..................................... 57 
2.3.6.3. Kết quả và thảo luận ................................................................................. 59 
2.4. Tổng kết chƣơng ..................................................................................................... 62 
CHƢƠNG 3. GIẢI PHÁP THIẾT KẾ CẤU TRÚC EBG LINH HOẠT SỬ DỤNG 
CẤU TRÚC HÌNH HỌC FRACTAL .............................................................................. 64 
3.1 Giới thiệu chƣơng .................................................................................................. 64 
3.2 Thiết kế cấu trúc EBG có băng thông linh hoạt ................................................. 65 
3.3 Khảo sát đặc tính dải chắn ................................................................................... 66 
3.3.1 Phương pháp mô phỏng “đường truyền vi dải tự do (SMM)” ........................ 66 
3.3.2 Cấu trúc EBG ở các bước lặp khác nhau ......................................................... 67 
3.3.3 Cấu trúc EBG băng rộng (BEBG) .................................................................... 69 
3.3.4 Cấu trúc EBG hai băng tần (DEBG) ................................................................ 71 
3.3.5 Cấu trúc EBG hình nấm thông thường ............................................................. 72 
3.4 Kết quả thực nghiệm ............................................................................................. 72 
3.5 Ứng dụng cải thiện đặc tính bức xạ của anten vi dải ......................................... 74 
3.6. Tổng kết chƣơng .................................................................................................... 76 
CHƢƠNG 4. GIẢI PHÁP GIẢM NHỎ KÍCH THƢỚC CẤU TRÚC EBG ............... 77 
4.1 Giới thiệu chƣơng .................................................................................................. 77 
4.2 Các nghiên cứu giảm nhỏ kích thƣớc cấu trúc EBG .......................................... 77 
4.2.1 Giảm nhỏ kích thước bằng cách tăng điện dung tổng cộng C ......................... 78 
4.2.2 Giảm nhỏ kích thước bằng cách tăng điện cảm tổng cộng L ........................... 79 
4.3 Giải pháp giảm nhỏ kích thƣớc cấu trúc EBG ................................................... 81 
4.3.1 Cấu trúc EBG-1 ............................................................................................... 83 
4.3.1.1 Đề xuất cấu trúc ......................................................................................... 83 
4.3.1.2 Mô phỏng .................................................................................................. 84 
4.3.2 Cấu trúc EBG-2 ............................................................................................... 85 
4.3.2.1 Đề xuất cấu trúc ......................................................................................... 85 
4.3.2.2 Mô phỏng .................................................................................................. 86 
4.3.3 Cấu trúc EBG-3 ............................................................................................... 87 
4.3.3.1 Đề xuất cấu trúc ......................................................................................... 87 
4.3.3.2 Mô phỏng .................................................................................................. 88 
 vi 
4.3.4 So sánh với các cấu trúc EBG khác ................................................................. 89 
4.3.5 Ứng dụng giảm ảnh hưởng tương hỗ cho hệ thống anten mảng ...................... 91 
4.4. Tổng kết chƣơng ..................................................................................................... 95 
KẾT LUẬN ........................................................................................................................ 96 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ........................... 99 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................... 100 
 vii 
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 
AMC Artificial Magnetic Conductor Vật dẫn từ nhân tạo 
BPF Bandpass Filter Bộ lọc thông dải 
BEBG Broadband EBG Cấu trúc EBG băng rộng 
CRLH Composite Right-Left Handed 
Cấu trúc siêu vật liệu điện từ dạng 
phức hợp 
CUE Conventional Uni-planar EBG 
Cấu trúc EBG đồng phẳng thông 
thường 
DUC-EBG Distored Uni-planar EBG Cấu trúc EBG đồng phẳng biến dạng 
DEBG Dual-band EBG Cấu trúc EBG hai băng tần 
EBG Electromagnetic Band Gap Dải chắn 
FDTD Finite Difference Time Domain 
Phương pháp sai phân hữu hạn miền 
thời gian 
FEM Finite Element Method Phương pháp phần tử hữu hạn 
GA Genetic Algorithm Thuật toán di truyền 
GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu 
HIS High Impedance Surface Bề mặt trở kháng lớn 
LH Left-handed material 
Vật liệu tuân theo quy tắc bàn tay trái 
(Siêu vật liệu) 
MMR 
Microstrip Multimode 
Resonator 
Bộ cộng hưởng đa-mode dạng vi dải 
MoM Method of Moment Phương pháp mô-men 
MTM Metamaterial Siêu vật liệu 
PBC Periodic Boundary Condition Điều kiện biên tuần hoàn 
PEC Perfect Electric Conductor Vật dẫn điện hoàn hảo 
PML Perfect Matched Layer Lớp hấp thụ hoàn hảo 
PSO Particle Swarm Optimization Thuật toán bầy đàn 
RH Right-handed material  ... and M. J. Wihelm, "The design 
synthesis of multiband artificial magnetic conductors using high impedance 
frequency selective surfaces," IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 
vol. 53, pp. 8-17, 2005. 
[23] A. P. Feresidis, G. Goussetis, S. Wang, and J. C. Vadaxoglou, "Arti-ficial magnetic 
conductor surfaces and their application to low-profile high-gain planar antennas," 
IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 53, pp. 209-215, 2005. 
[24] M. Z. Azad and M. Ali, "Novel Wideband Directional Dipole Antenna on a 
Mushroom Like EBG Structure," IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 
vol. 56, pp. 1242-1250, 2008. 
[25] K. Jaehoon and Y. Rahmat-Samii, "Low-profile loop antenna above EBG structure," 
in IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium, 2005, pp. 
570-573. 
[26] T. Yuan, H. Hafdallah-Ouslimani, A. C. Priou, G. Lacotte, and G. Collignon, "Dual-
layer EBG structures for low-profile ''bent'' monopole antennas," Progress In 
Electromagnetics Research B, vol. 47, pp. 315-337, 2013. 
[27] M. F. Abedin and M. Ali, "A Low Profile Dipole Antenna Backed by a Planar EBG 
Structure," in IEEE International Workshop on Antenna Technology Small Antennas 
and Novel Metamaterials, 2006, pp. 13-16. 
[28] V. V. Yem and T. T. Phuong, "Ultra-wide band low-profile spiral antennas using an 
EBG ground plane," in Advanced Technologies for Communications (ATC), 2010 
International Conference on, 2010, pp. 89-94. 
[29] T. V. Son and D. N. Chien, "Dual Band-Notched UWB Antenna based on 
Electromagnetic Band Gap Structures," REV Journal on Electronics and 
Communications, vol. 1, pp. 130-136, 2011. 
[30] Y. Li, F. Mingyan, C. Fanglu, S. Jingzhao, and F. Zhenghe, "A novel compact 
electromagnetic-bandgap (EBG) structure and its applications for microwave 
circuits," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 53, pp. 183-
190, 2005. 
 102 
[31] C. B. Mulenga and J. A. Flint, "Planar Electromagnetic Bandgap Structures Based on 
Polar Curves and Mapping Functions," IEEE Transactions on Antenna and 
Propagation, vol. 58, pp. 790-797, 2010. 
[32] G. J. Zhang, C. H. Liang, L. Liang, and L. Chen, "A novel design approach for dual-
band electromagnetic band-gap structure," Progess in Electromagnetics Research M, 
vol. 4, pp. 81-91, 2008. 
[33] T. Masri, M. K. A. Rahim, and M. N. A. Karim, "A novel 2D Sierpinski gasket 
electromagnetic band gap structure for multiband microstrip antenna," in Asia-
Pacific Conference on Applied Electromagnetics, APACE 2007, 2007, pp. 1-3. 
[34] R. Kumar, G. Mathai, and J. P. Shinde, "Design of compact multiband EBG and 
effect on antenna performance," International Journal of Recent Trends in 
Engineering, vol. 2, pp. 254-258, 2009. 
[35] A. Stark, S. Prorok, and A. F. Jacob, "Broadband EBG Structures with Compact Unit 
Cell," in 38th European Microwave Conference, EuMC 2008. , 2008, pp. 698-701. 
[36] L. Liang, C. H. Liang, X. W. Zhao, and Z. J. Su, "A novel broadband EBG using 
multi-period mushroom-like structure," in International Conference on Microwave 
and Millimeter Wave Technology, ICMMT 2008, 2008, pp. 1609-1612. 
[37] F. Yang and Y. Radmat-Samii, Electromagnetic band gap structures in antenna 
engineering. NY: Cambiridge Press, 2009. 
[38] S. Ramo, J. R. Whinnery, and T. V. Duzer, Fields and Waves in Communication 
Electronics, 2nd ed. New York: John Wiley & Sons, 1984. 
[39] H. Raether, Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings. New 
York: Springer-Verlag, 1988. 
[40] E. Ozbay, A. Abeyta, G. Tuttle, M. Tringides, R. Biswas, C. T. Chan, C. M. 
Soukoulis, and K. M. Ho, "Measurement of a three-dimensional photonic band gap 
in a crystal structure made of dielectric rods," Physis Review B, vol. 50, pp. 1945-
1948, 1994. 
[41] A. S. Barlevy and Y. Rahmat-Samii, "Characterization of electromagnetic band-gaps 
composed of multiple periodic tripods with interconnecting vias: concept, analysis, 
and design," IEEE Transactions on Antenna and Propagation, vol. 49, pp. 343-353, 
2001. 
[42] V. Radisic, Q. Yongxi, R. Coccioli, and T. Itoh, "Novel 2-D photonic bandgap 
structure for microstrip lines," IEEE Microwave and Guided Wave Letters, vol. 8, pp. 
69-71, 1998. 
[43] C. Caloz and T. Itoh, Electromagnetic metamaterial: Transmission line theory and 
microwave applications. Hoboken, NJ: John Wiley & Son, INC, 2005. 
[44] M. Rahman and M. A. Stuchly, "Transmission line – periodic circuit representation 
of planar microwave photonic bandgap structures," Microwave and Optical 
Technology Letters, vol. 30, pp. 15-19, 2001. 
[45] Y. Kim, F. Yang, and A. Elsherbeni, "Compact artificial magnetic conductor designs 
using planar square spiral geometry," Progess in Electromagnetics Research, vol. 77, 
pp. 43-54, 2007. 
[46] R. Coccioli, F.-R. Yang, K.-P. Ma, and T. Itoh, "Aperture-coupled patch antenna on 
UC-PBG substrate," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 
47, pp. 2123-2130, 1999. 
 103 
[47] R. Gonzalo, P. Maagt, and M. Sorolla, "Enhanced patch-antenna performance by 
suppressing surface waves using photonic-bandgap substrates," IEEE Transaction on 
Microwaves and Theory Techniques, vol. 47, pp. 2131-2138, 1999. 
[48] J. S. Colburn and Y. Rahmat-Samii, "Patch antennas on externally perforated high 
dielectric constant substrates," IEEE Transaction on Antenna and Propagation, vol. 
47, pp. 1785-1794, 1999. 
[49] Y. Fan and Y. Rahmat-Samii, "Microstrip antennas integrated with electromagnetic 
band-gap (EBG) structures: a low mutual coupling design for array applications," 
IEEE Transactions on Antenna and Propagation, vol. 51, pp. 2936-2946, 2003. 
[50] F. Yang and Y. Rahmat-Samii, "A low profile circularly polarized curl antenna over 
electro-magnetic band-gap (EBG) surface," Microwave and Optical Technology 
Letters, vol. 31, pp. 264-267, 2001. 
[51] F. Yang and Y. Rahmat-Samii, "Reflection phase characterizations of the EBG 
ground plane for low profile wire antenna applications," IEEE Transaction on 
Antenna and Propagation, vol. 51, pp. 2691-2703, 2003. 
[52] A. R. Weily, L. Horvath, K. P. Esselle, B. C. Sanders, and T. S. Bird, "A planar 
resonator antenna based on a woodpile EBG material," IEEE Transaction on 
Antenna and Propagation, vol. 53, pp. 216-223, 2005. 
[53] L. Peng and C.-L. Ruan, "UWB Band-Notched Monopole Antenna Design Using 
Electromagnetic-Bandgap Structures," IEEE Transactions on Microwave Theory and 
Techniques, vol. 59, pp. 1074-1081, 2011. 
[54] L. Kurra, M. P. Abegaonkar, A. Basu, and S. K. Koul, "A Compact Uni Planar EBG 
Structure and its application in Band-Notched UWB Filter," International Journal of 
Microwave and Wireless Technology, vol. 5, pp. 491-498, 2013. 
[55] J. W. Baik, S. M. Han, G. N. Kim, and Y.-S. Kim, "Novel ultra-wideband bandpass 
filter using DUC-EBG unit cell," Microwave and Optical Technology Letters, vol. 
49, pp. 3114-3116, 2007. 
[56] J. W. Baik, S. M. Han, C. Jeong, J. Jeong, and Y.-S. Kim, "Compact Ultra-Wideband 
Bandpass Filter With EBG Structure," IEEE Microwave and Wireless Components 
Letters, vol. 18, pp. 671-673, 2008. 
[57] R. Collin, Field Theory of Guided Waves, 2nd ed. New York: IEEE Press, 1991. 
[58] N. Ashcroft and N. Mermin, Solid State Physics. Orlando: Saunders College 
Publishing, 1976. 
[59] C. Balanis, Antenna Theory: Analysis and Design, 3
rd
 ed. New York: John Wiley & 
Sons, 2005. 
[60] S. Tretyakov, Analytical Modelling in Applied Electromagnetics. London: Artech 
House Publisher, 2000. 
[61] F. Yang, K. P. Ma, Q. Yongxi, and T. Itoh, "A novel TEM waveguide using 
uniplanar compact photonic-bandgap (UC-PBG) structure," IEEE Transaction on 
Microwaves and Theory Techniques, vol. 47, pp. 2092-2098, 1999. 
[62] J. A. Kong, Electromagnetic Wave Theory. New York: John Wiley & Sons, 1986. 
[63] R. C. Compton, L. B. Whitbourn, and R. C. McPhedran, "Strips Gratings at a 
Dielectric Interface and Application of Babinet's Priciple," Applied Optics, vol. 23, 
pp. 3236-3242, 1984. 
[64] T. Itoh, Numerical Techniques for Microwave and Millimeter-wave Passive 
Structures. Wiley-Interscience, 1989. 
 104 
[65] W. Qun, W. Ming-Feng, M. Fan-Yi, W. Jian, and L. Le-Wei, "Modeling the effects 
of an individual SRR by equivalent circuit method," in 2005 IEEE Antennas and 
Propagation Society International Symposium, 2005, pp. 631-634 vol. 1B. 
[66] M. F. Wu, F. Y. Meng, Q. Wu, J. Wu, and L. W. Li, "A compact equivalent circuit 
model for the SRR structure in metamaterials," in Asia-Pacific Microwave 
Conference, APMC 2005, 2005. 
[67] M. R. Vidyalakshmi and S. Raghavan, "Comparison of optimization techniques for 
Square Split Ring Resonator," International Journal of Microwave and Optical 
Technology, vol. 5, pp. 280-286, 2010. 
[68] Y.-C. Chiou, J.-T. Kuo, and E. Cheng, "Broadband quasi-Chebyshev bandpass filters 
with multimode stepped-impedance resonators (SIRs)," IEEE Transactions on 
Microwave Theory and Techniques, vol. 54, pp. 3352-3358, 2006. 
[69] Y. C. Chang, C. H. Kao, and M. H. Weng, "A compact wideband bandpass filter 
using single asymmetic SIR with low loss and high selectivity," Microwave and 
Optical Technology Letters, vol. 51, pp. 242-244, 2009. 
[70] H. Shaman and J.-S. Hong, "A Novel Ultra-Wideband (UWB) Bandpass Filter (BPF) 
With Pairs of Transmission Zeroes," IEEE Microwave and Wireless Components 
Letters, vol. 17, pp. 121-123, 2007. 
[71] L. Zhu, H. Bu, and K. Wu, "Broadband and compact multi-pole microstrip bandpass 
filters using ground plane aperture technique," IEE Proceedings Microwaves, 
Antennas and Propagation, vol. 149, pp. 71-77, 2002. 
[72] L. Zhu, S. Sun, and W. Menzel, "Ultra-wideband (UWB) bandpass filters using 
multiple-mode resonator," IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol. 
15, pp. 796-798, 2005. 
[73] H. Chen, H. Lu, and L. Deng, "Improved design of a compact ultra-wideband 
microwave bandpass filter using a EBG structure," in Progess in Electromagnetic 
Research Sysposium, China, 2010. 
[74] L. Rui and Z. Lei, "Compact UWB Bandpass Filter Using Stub-Loaded Multiple-
Mode Resonator," IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol. 17, pp. 
40-42, 2007. 
[75] W. Menzel, L. Zhu, K. Wu, and F. Bogelsack, "On the design of novel compact 
broad-band planar filters," IEEE Transactions on Microwave Theory and 
Techniques, vol. 51, pp. 364-370, 2003. 
[76] M. Rahman and M. A. Stuchly, "Circularly polarised patch antenna with periodic 
structure," IEE Proceedings Microwaves, Antennas and Propagation, vol. 149, pp. 
141-146, 2002. 
[77] C. Puente, J. Romeu, and A. Cardama, "Fractal-shaped antennas," in Frontiers in 
Electromagnetics, D. H. Werner and R. Mittra, Eds., ed Piscataway, NJ: Wiley-IEEE 
Press, 2000, pp. 48-93. 
[78] C. Puente, J. Romeu, R. Pous, and A. Cardama, "On the behavior of the Sierpinski 
multiband fractal antenna," IEEE Transactions on Antenna and Propagation, vol. 46, 
pp. 517-524, 1998. 
[79] N. S. Holter, A. Lakhtakia, V. K. Varadan, V. V. Varadan, and R. Messier, "On a 
new class of planar fractals: the Pascal-Sierpinski gaskets," J. Phys. A: Math. Gen., 
vol. 19, pp. 1753-1759, 1986. 
 105 
[80] M. Y. Fan, R. Hu, Q. Hao, X. X. Zhang, and Z. H. Feng, "New method for 2D-EBG 
structures research," Hongwai Yu Haomibo Xuebao/Journal of Infrared and 
Millimeter Waves, vol. 22, pp. 127-131, 2003. 
[81] D. Sievenpiper, "Review of theory, fabrication, and applications of high-impedance 
ground planes," Metamaterials, Physics and Engineering Explorations, pp. 295-297, 
N. Engheta and R. W. Ziolkowski, Eds. : IEEE Press, 2006. 
[82] S. Tse, Y. Hao, and C. Parini, "Mushroom-like high-impedance surface (HIS) with 
slanted vias," in LAPC Antennas and Propag. Conf., Loughborough, 2007, pp. 309-
312. 
[83] D. J. Kern, D. H. Werner, and J. Wilhelm, "Active negative impedance loaded EBG 
structures for the realization of ultra-wide-band artificial magnetic conductors," IEEE 
AP-S Int. Symp. (Digest) Antennas Propag. Society, vol. 2, pp. 427-430, 2003. 
[84] L. Yousefi, B. Mohajer-Iravani, and O. M. Ramahi, "Enhanced Bandwidth Artificial 
Magnetic Ground Plane for Low-Profile Antennas," IEEE Antennas and Wireless 
Propagation Letters, vol. 6, pp. 289-292, 2007. 
[85] L. Bao-Qin, L. Fang, and Z. Huang-mei, "A novel planar spiral EBG structure with 
improved compact characteristics," in Asia-Pacific Microwave Conference, APMC 
2008, pp. 1-4, 2008. 
[86] E. Rajo-Iglesias, L. Inclan-Sanchez, J. L. Vazquez-Roy, and E. Garcia-Muoz, "Size 
Reduction of Mushroom-Type EBG Surfaces by Using Edge-Located Vias," IEEE 
Microwave and Wireless Components Letters vol. 17, pp. 670-672, 2007. 
[87] J. McVay, N. Engheta, and A. Hoorfar, "High impedance metamaterial surfaces 
using Hilbert-curve inclusions," IEEE Microwave and Wireless Components Letters, 
vol. 14, pp. 130-132, 2004. 
[88] D. Yan, Q. Cao, C. Wang, and N. Yuan, "Novel compact inter-embedded AMC 
structure for suppressing surface wave," in Progess in Electromagnetic Research 
Symposium, pp. 695-698, 2005. 
[89] A. Sanada, C. Caloz, and T. Itoh, "Characteristics of the composite right/left-handed 
transmission lines," IEEE Microwave and Wireless Components Letters, vol. 14, pp. 
68-70, 2004. 
[90] A. Azarbar and J. Ghalibafan, "A Compact Low-Permittivity Dual-Layer EBG 
Structure for Mutual Coupling Reduction," International Journal of Antennas and 
Propagation, vol. 2011, 6 pages, 2011. 
[91] M. A. Khayat, J. T. Williams, D. R. Jackson, and S. A. Long, "Mutual coupling 
between reduced surface-wave microstrip antennas," IEEE Transaction on Antenna 
and Propagation, vol. 48, pp. 1581-1593, 2000. 
[92] G. Kumar and K. P. Ray, Broadband Microstrip Antennas. Norwood, Mass, USA: 
Artech House, 1996. 
[93] N. G. Alexopoulos and D. R. Jackson, "Fundamental superstrate (cover) effects on 
printed circuit antennas," IEEE Transaction on Antenna and Propagation, vol. 32, 
pp. 807-816, 1984. 
[94] M. M. Nikolic, A. R. Djordjevic, and A. Nehorai, "Microstrip antennas with 
suppressed radiation in horizontal directions and reduced coupling," IEEE 
Transaction on Antenna and Propagation, vol. 53, pp. 3469-3476, 2005. 
[95] H. Xin, K. Matsugatani, and M. Kim, "Mutual coupling reduction of low-profile 
monopole antennas on high-impedance ground plane," Electronics Letters, vol. 38, 
pp. 849-850, 2002. 
 106 
[96] K.S.Min, D.J.Kim, and Y.M.Moon, "Improved MIMO antenna by mutual coupling 
suppression between elements," in Proceedings of the 8th European Conference on 
Wireless Technology, 2005, pp. 125-128. 
[97] Y. Q. Fu, Q. R. Zheng, Q. Gao, and G. H. Zhang, "Mutual coupling reduction 
between large antenna arrays using electromagnetic bandgap (EBG) structures," 
Journal of Electromagnetic Waves and Applications, vol. 20, pp. 819-825, 2006.