微带天线的设计实例和实现步骤

来源：技术服务更新时间：2024-03-28 02:56:24点击次数：19次

微带天线是在带有导体接地板的介质基片上贴加导体薄片而形成的天线（光刻、腐蚀等方法做出一定形状的金

微带天线是在带有导体接地板的介质基片上贴加导体薄片而形成的天线（光刻、腐蚀等方法做出一定形状的金属贴片）。它采用微带线或同轴线等馈电，在导体贴片上与接地板之间激起电磁场，并通过贴片四周与接地板间的缝隙向外辐射。因此，微带天线可以看成是一种缝隙天线。由于介质基片的厚度往往远小于波长，故它实现了一维小型化，属于电小天线。

导体贴片一般是规则形状的面积单元，如矩形、圆形或圆环形薄片等；也可以是窄长条形的偶极子，由这两种单元形成的微带天线分别称之为微带贴片天线和微带振子天线。微带天线的另一种形式是利用微带线的某种形式（如弯曲、直角弯头等）来形成辐射，称之为微带型天线。而利用开在接地板上的缝隙，由介质基片另一侧的微带线或者其他馈线对其馈电，称之为微带线缝隙天线。此外，还可以构成多种多样的阵列天线，如微带贴片阵天线，微带振子阵天线等。

由于微带天线的种类非常之多，故以最具代表性的矩形微带线分析其特征参数。导体贴片为矩形的微带天线，由传输线或同轴探针馈电，在贴片与接地板之间激起高频电磁场，并通过贴片四周与接地板之间的缝隙向外辐射。

同常规的微波天线相比，微带天线具有一些优点，在大约从100MHz~50GHz的带宽上获得了大量的应用。与通常的微波天线相比，微带天线的一些主要优点是：重量轻、体积小、剖面薄的平面结构，能做成共形天线；制造成本低，易于大量生产；可以做的很薄，因此，不扰动装载的宇宙飞船的空气动力学性能；无须做大的变动，天线就很容易地装在导弹、火箭或卫星上；天线的散射截面较小；稍稍改变馈电位置就能够得到线和圆极化（左旋和右旋）；非常容易制成双频率工作的天线；不需要背腔；微带天线适合于组合式设计（固体器件，如振荡器放大器、可变衰减器、开关、调制器、混频器、移相器等可以直接加到天线基片上）；馈线和匹配网络可以和天线结构同时制作。

与微波天线相比，微带天线也有一些缺点：频带窄；有损耗，因而增益较低；大多数微带天线只向半空辐射；最大增益实际上受限制（约为20dB）；馈线与辐射元之间的隔离差；端射性能差；有几率存在表面波；功率容量较低。但是有一些办法能克服微带天线的某些缺点。例如，只要在设计和制作的完整过程中格外的注意就可抑制或消除表面波。在许多实际设计中，微带天线的优点远大于它的缺点。

在一些显要的系统中已经应用微带天线有：移动通信；卫星通信；多普勒及其他雷达；无线电测高计；指挥和控制管理系统；导弹遥测；武器信管；编写装置；环境检验测试仪表和遥感；复杂天线中的馈电单元；卫星导航接收机；生物医学辐射器。这些应用绝没有列全，随着对微带天线应用可能性认识的提高，微带天线的应用场合将继续增加。

通过该微带天线)参数能够准确的看出天线GHz，但是功率反射很大（S(1,1)=-2dB），阻抗不匹配。只有天线的输入阻抗等于馈线的特性阻抗时，馈线终端才没有功率反射，馈线上没有驻波，天线才可以获得上限功率。从下图能够准确的看出，在2.4GHz时天线Ω馈电系统不匹配，这实质也是利用史密斯圆图进行阻抗匹配的理论。微带线匹配法就是计算串联微带线传输线和并联的微带传输线的长度。

_1”的工程，将原理图保存为“match_antenna”的原理图。在这个原理图中添加一个MLIN元件和一个MLEF元件，其中，MLIN元件代表串联传输线，MLEF元件代表并联传输线，设定这两个元件的宽度为1.23mm，长度初值为10mm，并设定优化范围为1~20mm。再添加一个三MTEE_ADS，3个端口的宽度都设定为1.23mm。将电容、电阻、MLEF元件，MLIN元件以及MTEE_ADS连接起来，完成原理图。