1.2 本文的主要工作与内容安排

本文大概回顾了微带天线的发展以及应用前景，比较系统地总结了微带天线的基本概念和微带天线的重要结构，介绍了一些应用于微带天线设计的相关技术，并结合当前无线通信系统的对天线实际需求，利用Ansoft 公司的HFSS(High Frequency Structure Simulator)电磁仿真软件，设计了一种适合当前无线通信应用的具有双频特性的微带天线，然后进行装配天线，利用矢量网络分析仪进行测量。文中对天线的仿真和实测结果都做了比较详细的讨论。

2. 微带天线的基本理论

2.1 微带线概述

微带线是是在一定厚度的介质板上覆盖一定的导体带，另一面作接地金属平板而构成的。微带线中主要有有三种损耗：导体损耗，介质损耗和辐射损耗。由于导体上面为空气，下面为介质基片，由于介质板的介电常数比较高，所以大部分场在介质基片内，且主要分布在导体带与接地板之间；但有一部分场仍然分布在基片上面的介质区域内，因此微带线不存在纯 模。 当频率太高时，微带中会激励起波导型横向谐振模式。其 的截止波长为

(2.1)

0.4 是由边缘效应带来的等效宽度延伸量，而最低次模 的截止波长为

(2.2)

此外，当微带尺寸设置不正确时，微带中还存在表面波，其最低次 型表面波的截止频率没有下限，最低次 表面波的截止波长为

(2.3)

上述波导模和表面波模称为微带的高次模，为抑制高次模的出现，微带尺寸的选择需满足如下条件

(2.4)

其中 为最短工作波长 

2.2 微带天线的电参数

天线的电参数就是描述天线工作特性的参数，他们是衡量天线好坏的重要指标。天线可分为发射天线和接收天线。发射天的电参数有：

a) 方向函数, 就是在相同距离的条件下天线辐射场的相对值大小与空间方向位置的关系

b) 方向图，即与天线等距离处，天线辐射场大小在空间中方向随空间角度变化而变化变化的图形，即根据归一化的方向函数画出的图形。

c) 方向图参数包括零功率点波瓣宽度、半功率点波瓣宽度，副瓣电平和前后比。用于不同场合的典型的方向图参数要求不同，要根据具体的使用目的来调整天线性能。

d) 方向系数，是在相同距离及辐射功率的条件下，天线在最大辐射方向上的辐射功率密度和无方向性天线的辐射功率密度之比

(2.5)

e) 天线效率，表示天线辐射功率P 与输入功率 之比

(2.6)

f) 增益系数，在相同距离及输入功率的条件下，天线在最大辐射方向上的辐射功率密度 和理想无方向性天线的辐射功率之比。

g) 天线的极化指的是天线在某方向上远区辐射电场的空间取向。天线的极化随着偏离辐射最大方向变化，不同的辐射方向会出现不同的极化。一般天线不能接收与其正交的电磁波极化分量。

h) 输入阻抗与辐射阻抗，天线输入端呈现的阻抗值为天线的输入阻抗，辐射阻抗为假象阻抗，与归算电流有关。

i) 频段宽度，每个天线都有一定的工作频率方位，当工作频率偏离中心工作频率时，天线的电参数将变差。