PBG结构，即光子带隙（Photonic Band Gap）结构，是一种周期性变化的材料或介质结构，能够对特定波段的电磁波产生带隙，即阻止特定频率电磁波的传播，而允许其他频率波通过。PBG结构被广泛应用于微波和毫米波领域中，用于提升天线的性能，例如在功率放大器中提高效率和输出功率、作为宽带吸收器或频率选择表面等。PBG结构主要分为一维、二维以及三维结构，可以通过在介质基板中周期性地打孔、填充材料或金属、以及在微带电路表面形成周期性的结构来实现。
微带天线，因其结构简单、体积小、重量轻以及易于大批量生产等优势，在现代通信系统中得到了广泛应用。微带天线通常由导体贴片、介质基板以及接地板组成，通过在微带贴片与接地板之间形成谐振腔而辐射电磁波。微带天线通常具有单频和窄带特性，因此，为了适应宽带和多频段通信的需求，微带天线的宽带设计显得尤为重要。
宽带圆极化微带天线，指的是天线工作频率范围内能实现圆极化并且具有较宽的频率带宽的天线。圆极化天线能够接收到来自任何方向或任意极化的电磁波信号，从而提高了天线的接收效率和系统的性能。在卫星通信、移动通信以及雷达等领域，宽带圆极化微带天线有着广泛的应用前景。
结合PBG结构的宽带圆极化微带天线，其设计思路是在介质基板上周期性地打孔以形成PBG结构，以抑制表面波的传播并提高天线的圆极化特性。通过选择合适的栅格周期和孔半径，使得天线的谐振频率落在PBG结构的阻带范围内，从而有效抑制表面波，增加天线的带宽，并且改进圆极化特性。
在具体实现上，PBG结构的参数选择、天线的几何尺寸和馈电方式等因素都会影响到微带天线的宽带圆极化性能。通过FDTD（时域有限差分法）等数值计算方法，可以对PBG结构进行仿真分析，从而优化天线的设计。PML（完美匹配层）边界条件的应用可以更准确地模拟天线的无限大空间散射特性，而整体场分裂的方法则有助于处理PML区域与内部计算区的结合。
在研究和设计PBG结构的宽带圆极化微带天线时，需要注意的是其工作频率、阻抗带宽、3dB轴比带宽、天线尺寸和增益等性能指标。如文档中提到的，当工作频率为12.5GHz时，采用PBG结构的圆极化天线阻抗带宽可以达到20.6%（电压驻波比VSWR小于2），而3dB轴比带宽则可以达到27.4%，这相对于普通圆极化天线而言，带宽有近10倍的增加，极大地扩展了天线的应用范围。
PBG结构的应用不仅仅局限于提高天线的性能，还可以作为电路或天线的覆盖层，或者作为微带天线衬底层来提升天线增益。此外，PBG结构还可以用于制造宽带滤波器和功率放大器的衬底材料，以及在电路设计中隔离不同元件以降低耦合。因此，PBG结构因其在多个方面的应用潜力，已经成为电磁学和微波技术研究的热点之一。
