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1.2微带天线的概述
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，它利用
微带线或同轴线等馈线馈电，在导体贴片与接地板之间激励起射频电磁场，并通
过贴片四周与接地板间的缝隙向外辐射[6]
。因此，微带天线也可看作为一种缝隙
天线，通常介质基片的厚度与波长相比是很小的，因而它实现了一文小型化，属
于电小天线的一类 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
窄长条形的薄片振子，有这两种单元形成的微带天线分别称为微带贴片天线和微
带振子天线，见图1-1、 1-2，微带天线的另一种形式是利用微带线的某种形变（如
弯曲、直角弯头等）来形成辐射，称之为微带线型天线，其中一种形式如图 1-3
所示，这种天线因为沿线传输行波，又称为微带行波天线，微带天线的第四种形
式是利用开在接地板上的缝隙，有介质基片另一侧的微带线或其它馈线对其馈电，
称之为微带缝隙天线，如图 1-4所示，由各种辐射单元可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，等等。 2微带天线基本理论
2.1微带天线的辐射机理
微带天线辐射可以由金属贴片和地平面之间的场分布来确定，换个说法，辐射
可以由金属贴片上的表面电流分布来描述。贴片的场分布或电流分布的精确计算
非常复杂，不过可以用粗略近似和简单理论来开发一个微带天线的工作模型。下
面简单介绍一种分析方法[7]:
假设微带贴片天线已经与微波相连，贴片的供能将在贴片的上、下表面以及地平
面上建立一个电荷分布，图 2.1是矩形贴片的电荷分布。由于贴片在主模(振荡模
式)大约为半波长，从而引起了一特性的电荷分布，贴片底表面上的电
荷之间的排斥力将一些电荷从底表面绕其边缘推到其顶表面。这种电荷运动在贴
片的底表面和顶表面产生了相应的电流密度，如图2.1所示:
对于多数微带天线而言，h/W 比值很小，因此电荷间的引力占支配地位。并
且多数电荷和电流仍然在贴片的下层，只有少量的电流围绕贴片边缘流到顶表面
并产生一个与边缘正切的弱磁场。因此，我们可以作一个简单的近似：即正切磁
场为O，可以把磁壁围绕贴片的四周。这种假设对于具有高r
的薄基片具有较大
的有效性。而且，由于与介质中波长相比，使用的基片很薄(h<<
高度的场变量可以认为是恒定的，并且电场近乎与贴片表面垂直。因此，贴片可
以看作是如下模型：即在顶部和底部带有电场壁和沿矩形贴片边缘带有 4个磁场
壁的一个空腔。在这种空腔中，只有 TM 模式是可能的，对于空腔主 TM100 模
式的电场分布如图 2.2所示。 腔体的 4 个侧壁表示 4 个窄孔径或裂缝，通过它们可以产生辐射。利用惠更
(Huygen)场等效原理，微带贴片可通过顶部表面的等效电流密度
裂缝由等效电流密度表示，分别对应于裂缝中磁场，等效电流如图2.3(a)所示。用式子表示为：