天线设计中的“模式”
天线设计中经常使用模式方法旨在更方便的、有效的、直观的设计符合需求的天线！这里介绍了三种常用的模式方法分类，分别是单一场（E、H场）模式分析、混合模式（同时考虑E、H场）、其他模式。
导模：是指导行波的模式，又称传输模、正规模。是能够沿着导行系统独立存在的场型。
模式分析常常用在导波系统中。
而由于天线是开放结构，因此这种场型分析方法并不如在导波系统中准确。
但是在定性的分析上，场型分析也能在天线设计中起到不可替代的作用。
除了场型，天线的模式也有其他分类依据。
[1]D. M. Pozar, 微波工程,第三版.北京:电子工业出版社,2015.
[2] 廖承恩,微波技术基础.西安电子科技大学出版社,2011.
通过对相关文章的了解
我们总结了三种常用的模式方法分类。
As shown below👇
No.1：
单一场模式——一般对天线的电场E（或磁场H）的模式分析
通常在HFSS或者cst等设计软件中可以查看天线的电场分布。常常在波导缝隙天线或者腔体天线的设计中通过对天线的电场模式改进或者控制可以获得所需的设计指标，例如：
文章[1]：提出了一种采用高阶腔模,即TE440模的单馈低轮廓高增益圆偏振开槽腔天线；
文章[2]：提出了一个紧凑的带内全双工天线使用腔状结构的Sub-6GHz的5G应用。通过将四分之一波长时隙模式（Tx）和半模腔模式（Rx）结合在共享孔径腔状结构上，实现了一种高隔离的紧凑双工天线；
文章[3]：提出并研究了一种采用混合TE202模式（HTM）和特征TE202模式（ETM）的新型圆偏振（CP）开槽衬底集成波导（SIW）空腔天线。。
[1]W. Han, F. Yang, R. Long, L. Zhou, and F. Yan, “Single-Fed Low-ProfileHigh-Gain Circularly Polarized Slotted Cavity Antenna Using a High-Order Mode,”IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 15, pp. 110–113, 2016, doi:10.1109/LAWP.2015.2432461.
[2]Z. Wang, T. Liang, and Y. Dong, “Compact In-Band Full Duplexing Antenna forSub-6 GHz 5G Applications,” IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters,vol. 20, no. 5, pp. 683–687, May 2021, doi:10.1109/LAWP.2021.3060086.
[3]T. Liang, Z. Wang, and Y. Dong, “A Circularly Polarized SIW Slot Antenna Basedon High-Order Dual-Mode Cavity,” IEEE Antennas and Wireless PropagationLetters, vol. 19, no. 3, pp. 388–392, Mar. 2020, doi:10.1109/LAWP.2020.2972115.
No.2：
混合模式——同时考虑E场和H场
天线设计中同时考虑E场和H场的模式，可以增加设计的自由度。
如[1]中的磁电偶极子（惠更斯偶极子，ME dipole）；
从特征模理论出发，考虑在同时具有磁性和介电性的介质中的天线[2]；
[1] J. Tao, Q. Feng, G. A. E. Vandenbosch, and V. Volskiy, “Director-Loaded Magneto-Electric Dipole Antenna With Wideband Flat Gain,” IEEE Trans. Antennas Propagat., vol. 67, no. 11, pp. 6761–6769, Nov. 2019, doi: 10.1109/TAP.2019.2925200.
[2]R. Harrington, J. Mautz, andY. Chang, “Characteristic modes for dielectric and magnetic bodies,” IEEE Transactions on Antennas andPropagation, vol. 20, no. 2, pp. 194–198, Mar. 1972,doi:10.1109/TAP.1972.1140154.
No.3：
其他模式——通过天线的工作方式或者场景来分类
天线在不同情况下可以工作在不同方式，这种情况也可以归类为天线拥有不同的模式，例如：
文章[1]：设计了一种具有协同匹配（协同匹配）的双模天线，用于在医疗植入物通信服务（MICS）波段内工作的植入式神经刺激器；
文章[2]：通过改变短路壁的位置，提取出三种不同的谐振模式：PIFA型模式、蘑菇型模式和环路型模式。结果表明，PIFA型偶极子具有体积小、前后比大、交叉极化低的特点。环形偶极子提供更好的全向辐射。设计并比较了交叉；
[1]Y. Feng, Y. Li, L. Li, B. Ma, H. Hao, and L. Li, “Tissue-Dependent Co-MatchingMethod for Dual-Mode Antenna in Implantable Neurostimulators,” IEEE Trans.Antennas Propagat.,vol. 67, no. 8, pp. 5253–5264, Aug. 2019, doi:10.1109/TAP.2019.2916736.
[2]Y. Dong, Z. Wang, Y. Pan, and J. H. Choi, “Characterization of Shorted DipoleAntennas for Low-Cost RFID Reader Applications,” IEEE Transactions on Antennasand Propagation, vol. 68, no. 11, pp. 7297–7308, Nov. 2020, doi:10.1109/TAP.2020.2998163.
天线设计中经常使用模式方法旨在更方便的、有效的、直观的设计符合需求的天线！
本文归纳了三种模式分析方法：
1、单一场（E、H场）模式分析；
2、混合模式（同时考虑E、H场）；
3、考虑天线的结构或者应用场景来归类天线的模式。
