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《天线原理》讲义 郭景丽 邹艳林 第六章 微带天线 微带辐射器的概念首先由Deschamps 于1953 年提出来。但是，过了20 年， 到了20 世纪70 年代初，当较好的理论模型以及对敷铜或敷金的介质基片的光刻 技术发展之后，实际的微带天线才制造出来，此后这种新型的天线得到长足的发 展。 微带天线可以分为三种基本 类型：微带贴片天线、微带行波天 线和微带缝隙天线。微带行波天线 （MTA ）是由基片、在基片一面 上的链形周期结构或普通的长 TEM 波传输线（也维持一个 TE 模）和基片另一面上的地板组成。 TEM 波传输线的末端接匹配负 载，当天线上维持行波时，可从天 线结构设计上使主波束位于从边 射到端射的任意方向。 微带缝隙天线由微带馈线和开在地板上的缝隙组成。缝隙可以是矩形（宽的 或窄的），圆形或环形。 微带贴片天线是由介质基片、在基片一面上有任意平面几何形状的导电贴片 和基片另一面上的地板所构成。我们这里主要讨论微带贴片天线。 常用的各种微带贴片形状 微带贴片其他可用的形状 1 西安电子科技大学 微带天线的优缺点： 体积小、剖面低、重量轻、易于与载体共形； 成本低，易于批量生产，可方便地与馈电网络、器件和微带电路集成； 散射截面小、波瓣宽； 易于实现线极化、圆极化、双极化和双频段工作； 效率低、功率容量低（100W ）、高Q 值(有时甚至超过100)、频带窄(典 型值只有百分之零点几或至多百分之几) 。 在航空、航天、卫星和导弹应用中，天线的尺寸大小、重量、造价、性能、 安装难易和空气动力学形态等都受到限制，这时可能需要低剖面的天线。现在许 多政府部门和商业公司(如移动通讯公司)也有这方面的需求。为满足这些要求， 可选用微带天线。这种天线有薄的平面结构，便于共形，制造简单，成本低。通 过选择特定的贴片形状和馈电方式可以获得所需的谐振频率、极化、模式、阻抗。 同时可以通过在贴片和介质基片间加负载调整谐振频率、极化、模式、阻抗等各 参量。 6.1 矩形微带天线 6.1.1 天线结构 微带天线由很薄( t λ ，λ 是自由空间中的波长) 的金属带(贴片) 以远小于 0 0 波长的间隔( h λ ，通常取0.003λ ≤h ≤0.05λ )置于一接地面上而成，对于矩 0 0 0 形贴片，贴片长度L 的典型值为L ≈λ/ 2，λ λ / ε 。微带贴片与接地面之间 0 r 有一介质薄片(称为基片)隔开。矩形微带贴片可看作宽为W、长为L 的一段微带 传输线，其终端（y L ）处呈现开路，是电压波幅和电流波节面，贴片和接地 板之间的电场分布如图6.1.1 所示。 图6.1.1 矩形微带贴片天线 2 《天线原理》讲义 郭景丽 邹艳林 6.1.2 辐射机理 微带天线的辐射机理实际上是高频的电磁泄漏。一个微波电路如果不是被导 体完全封闭，电路中的不连续处就会产生电磁辐射。例如微带电路的开路端，结 构尺寸的突变、折弯等不连续处也会产生电磁辐射（泄漏）。当频率较低时，这 些部分的电尺寸很小，因此电磁泄漏小；但随着频率的增高，电尺寸增大，泄漏 就大。再经过特殊设计，即放大尺寸做成贴片状，并使其工作在谐振状态。辐射 就明显增强，辐射效率