微帶天線

微帶天線，是由導體薄片貼上在背面有導體接地板的介質基片上而形成的天線（圖1）。通常利用微帶傳輸線或同軸探針來饋電，使導體貼片與接地板之間激勵高頻電磁場，並通過貼片四周與接地板之間的縫隙向外輻射。金屬貼片通常是形狀規則的薄片，形狀有矩形、圓形或橢圓形等；也可以是窄長條形的薄片振子（偶極子）或由這些單元構成的陣列結構。這三種形式分別稱為微帶貼片天線、微帶振子天線和微帶陣列天線。

微帶天線

正文

微帶天線

微帶貼片天線　圖1a是矩形貼片天線的典型形式。通常介質基片厚度h遠小於工作波長λ，羅遠祉等人提出的空腔模型理論是分析這類天線的一種基本理論。帖片與接地板之間的空間猶如一個上下為電壁、四周為磁壁的空腔諧振器。對常用的工作模式，長度L約為半個波長,其電場E沿長度方向(x 軸)的駐波分布如圖1a中的側視圖,而沒有橫向(y軸)的變化。天線的輻射主要由沿橫向的兩條縫隙產生，每條縫隙對外的輻射等效於一個沿-y 軸的磁流元(Jm＝-n×E，n為縫隙外法線單位矢量)。由於這兩個磁流元方向相同，合成輻射場在垂直貼片方向（z軸）最大,隨偏離此方向的角度增大而減小，形成一個單向方向圖。天線輸入阻抗靠改變饋電位置加以調節。阻抗頻率特性與簡單並聯諧振電路相似,品質因數Q 較高,故阻抗頻帶窄，通常約為1％～5％。可用適當增加基片厚度等方法來展寬頻帶。接地板上的介質層會使電磁場束縛在導體表面附近傳播而不向空間輻射，這種波稱為表面波。故增加基片厚度時須避免出現明顯的表面波傳播。
微帶振子天線　當介質基片厚度遠小於工作波長或微帶振子長度為諧振長度時，振子上的電流近於正弦分布。因此，它具有與圓柱振子相似的輻射特性，只是它在介質層中還有表面波傳播，使效率降低。
微帶陣列天線　利用若干微帶貼片或微帶振子可構成具有固定波束和掃描波束的微帶陣列。與其他陣列天線相同，可採用諧振陣或非揩振陣（行波陣）。圖2a是用併合方式饋電的諧振陣；圖2b是梳齒形行波微帶陣。微帶陣列的波束掃描可利用相位掃描、時間延遲掃描、頻率掃描和電子饋電開關等多種方式來實現。

微帶天線

套用與特點　微帶天線自20世紀70年代以來引起了廣泛的重視和研究,已在100兆赫至50吉赫的寬廣頻域上獲得多方面套用。其主要特點是剖面低、體積小、重量輕、造價低,可與微波積體電路一起集成,且易於製成共形天線等。從電性能上來說，它有便於獲得圓極化、容易實現多頻段工作等優點。主要缺點是頻帶窄、輻射效率較低及功率容量有限。

配圖

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