1。2 微带天线研究现状 

1。2。1 馈电方式

传统的微带天线通常采用传输线或同轴线这两种直接接触式馈电方式[9]。其优点是构建 简单，技术要求较低，；其缺点是需要在带宽和馈电辐射之间进行折衷(增加基片厚度虽然可 以增加带宽，但由此产 生的馈电辐射和表面波能量以及馈线电感都是不能接受的)。另外， 在形成微带阵列天线时，由于可能存在很多焊点将会增加组阵的难度和工作量，而且还会将 降低天线阵的可靠性。虽然这两种激励方式主要是激励起微带天线上的主模，但因馈电不是 严格对称将产生高次模，而这些高次模又会引起交叉极化辐射[10]。

新型的馈电方式采用无触点的耦合式馈电。这种馈电方式通常要求微带天线的结构为双 层(或多层)结构[11 ]。邻近耦合馈电是将馈电用的微带线制作在底层基片上，将末端接开路短 线的贴片制作在上层基片上。口径耦合馈电是用一块接地板隔开二块平行的基片，底层基片 上 的微带线通过接地板上的小口径耦合到上层基片的贴片上。由于耦合馈电方式允许在一块 介电常数高的薄基片上进行馈电，而在另外一块介电常数低的厚基片上安装天线，因此，采 用双层结构，耦合馈电可以分别对微带天线的馈电性能和辐射性能进行优化[12]。

这种结构能够减小甚至消除馈源的寄生辐射对天线方向图和极化纯度的影响。尽管这种 结构没有焊点，会可以提高微带天线的可靠性，但由于双层基片需要精确对准，所以，双层 基片的制作有一定难度的[13]。

与直接馈电方法相同，耦合馈电也是用单点馈电产生线极化，在带宽很窄时，单点馈电 也有可能产生圆极化，用两个其间相差为 90° 的馈电点在发射器上激励起两个正交模，会 产生圆极化[14]。

1。2。2 扩展带宽技术

传统微带天线的带宽通常是 2%～5%的窄带宽，这也是微带天线最主要的缺点之一。窄 带宽是由于微带天线输入阻抗对频率变化的敏感所决定的。增加微带天线带宽最直接的方法 是使用低介电常数的厚基片，但这又不可避免地要引起馈源的寄生辐射，并由此产生表面波 和馈线电感。由于天线带宽通常是由阻抗变化决定的(方向图带宽一般要比阻抗带宽好得 多)．所以，可以采用有两维自由度的阻抗匹配网络来增加带宽。用此方法，同轴线馈电可以 增 9%～ 12%的带宽，微带线馈电可增加 l5%的带宽[15]。

1。2。3 多层结构

由于天线的辐射系统和电路系统对基片介电性能的要求截然不同(天线为了尽可能多地

向空间辐射能量，对辐射场的要求不严格，为了防止出现不希望有的辐射和耦合，电路系统 要求严格限定辐射场)．所以采用多层结构，可对辐射系统和馈电系统分别进行优化设计[16]。 对微带阵列天线，单块基片尽管简单容易制作，但因为它只局限于固定波束和平面内扫 描，而且其所容纳的辐射单元和馈电网络数量受到基片面积的限制，难以满足多功能、高增

益的要求。

采用多层结构，把辐射单元和基片网络分别制作在不同的基片上，这样既减小了它们之 间的互耦和电路损耗，也便于设计、安装和替换。采用多层结构需要解决的一个关键问题就 是连通孔的精密加工和多层基片的精确对准。这个问题也是现在发展继续解决的问题[17]。 1。3 本文主要研究内容及结构 文献综述

本文基于小口径弹药的引信要求，设计一个微带阵列天线。设计要求满足-3dB 波瓣宽度 大于 30°、增益大于 13dB、工作的中心频率为 35GHz。，并且体积要在整体结构需求限制内 以及合理控制成本。首先介绍了微带天线阵的结构和原理，之后利用软件完成对天线的各部 分具体设计方法和调试最终的整体的设计，得到比较满意的数据结果，最后进行这次设计的 总结和指出不足之处。