一文吃透微带天线, <微带天线>电子书同步免费领取
小木匠语录：在前面的推文中，我们详述了基站天线的基本知识 ——《看完这篇，再不懂天线，你就OUT了》。对于天线，我们大家都有了一个基本概念。天线在我们的身边无处不在，像我们日常生活离不了的手机，Wifi都有天线的踪影。“天线” 的英文名字“Antenna”，更生动形象的描述了天线的基本功效：它是一个感触系统，一个电磁波的传感器。
人们最初的天线是对称阵子天线，原本打算按照天线的常见种类去做个详细的介绍学习。无奈一篇文章，扰乱了小木匠的计划——《汉字天线，是“创新”还是“创伤”？》。所以今天，我们看看微带天线到底是什么？ 今天主要参考1984年电子工业出版社出版的《微带天线》，作者是J.J鲍尔和P布哈蒂娅。我们看一下最经典的微带天线长什么样子？
微带天线的概念最早是由Deschamps 于1953年提出来的，但是一直到二十年之后，随着天线理论的发展，和覆铜介质板光刻技术的发展，实际的微带天线才制作出来。由于微带天线重量轻，体积小，平面结构可以和PCB电路集成等有点，微带天线得到了广泛的研究和应用。微带天线（microstrip antenna）在一个薄介质基片上，一面附上金属薄层作为接地板，另一面用光刻腐蚀方法制成一定形状的金属贴片，利用微带线或同轴探针对贴片馈电构成的天线。微带天线分2 种：①贴片形状是一细长带条，则为微带振子天线。②贴片是一个面积单元时，则为微带天线。如果把接地板刻出缝隙，而在介质基片的另一面印制出微带线时，缝隙馈电，则构成微带缝隙天线。微带天线的辐射是由导体贴片边缘和导体地板之间的边缘场产生的。具体机理如下图所示。详细的数学计算过程请参考《微带天线》一书。
微带天线的结构比通常的微波天线有更多的参量，它的设计灵活性更高。为了设计出满足系统要求的天线，微带天线贴片的形状可以多种多样。但所有的这些天线都可以归纳为三个基本类型：微带贴片天线，微带行波天线和微带缝隙天线。微带贴片天线是最常见的一种微带天线，其由介质基板，介质基板上的辐射贴片和介质基板下面的导电地板组成。其中辐射贴片可以设计成各种各样的形状。常见的如下图所示：可能有很多人要问，为什么给出的贴片形状都是规则形状的？不规则形状的可以作为辐射贴片吗？当然可以。在没有电磁仿真软件的情况下，这些规则形状对于设计计算有很大的帮助。可以简化设计。在现在电磁仿真软件的帮助下，人们把辐射贴片设计成了各种各样的性转。比如汉字贴片《汉字天线，是“创新”还是“创伤”？》。小木匠想问问：如果没有仿真软件，您还会这么任性吗？
微带行波天线是由介质基片，基片上面的链形周期结构或者长微带传输线和介质基片底层的金属地板组成。在传输线的末尾接匹配负载，当天线维持行波发射时，可在结构设计上使主波束位于从边射到端社的任意方向。
微带缝隙天线是由微带馈线和开在金属地板上的缝隙组成。缝隙可以是矩形，圆形或者任意形状。
常见的微带天线是在介质基板上面有金属辐射贴片，那么对于金属辐射贴片的常见馈电方式有微带线馈电和同轴馈电。因为微带天线贴片的阻抗不是50Ohm，那么在馈电设计时，需要进行阻抗匹配。常见的微带天线阻抗匹配方法是找到合适的馈电点。当然，馈电的方式不同，也会影响微带天线的辐射特性。
1， 微带馈电
常见的微带馈电有中心馈电和偏心馈电。馈电点不同，激励的工作模式也不同。
同轴接头安装在微带天线的基板上，外导体与微带天线的金属地板相连接，内导体通常与微带天线的辐射贴片链接。通过寻找连接的最佳位置了设计天线的馈电。
2.1 微带天线的设计特性
矩形贴片辐射器的特性可有辐射方向性图，输入阻抗，增益，带宽，波瓣宽度，效率，损耗和Q0来表征。从数学方法上，可以采用矢量位法/并矢格林函数法/导线网模型/辐射孔径法/腔体模型/模式展开模型/传输线模型等方法去计算分析。我们好幸运，要是这样计算的话，可不要了老命。
那么即使在现今电磁仿真技术如此发达，小木匠建议还是记住下面的设计公式，对提高仿真效率很有帮助。
确定辐射贴片宽度w
确定据矩形单元长度L
辐射电阻，品质因数和损耗
带宽
极化
双频微带天线
全向微带天线
圆形微带天线与矩形微带天线的区别
推荐阅读：
相关文章，在仿真秀官网搜索：
汉字天线，是“创新”还是“创伤”？
看完这篇，再不懂天线，你就OUT了
基站天线基本知识及网络应用
