一种非辐射边馈电的宽带双层微带贴片天线详细教程讲解

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微带贴片天线讲义

输入阻抗与电压驻波比：
天线的输入阻抗等于传输线的特性阻抗，才能使天线获得最大功率。
当天线工作频率偏离设计频率时，天线与传输线的匹配变坏，致使传输线上电压驻波比增大，天线效率降低。因此在实际应用中，还引入电压驻波比参数，并且驻波比不能大于某一规定值。
天线的电参数都与频率有关，当工作频率偏离设计频率时，往往要引起天线参数的变化。当工作频率变化时，天线的有关电参数不应超出规定的范围，这一频率范围称为频带宽度，简称为天线的带宽。
式中，c是真空中的光速；n=1，3，5，…（TEn模），或n = 2，4，6…（TMn 模）。对于TE1模，以duroid（r = 2.32）和氧化铝（r = 10）为基片时，h / c（c为截止波长）的计算值分别为0.217和0.0833。因此，最低次TE模对于 0.16cm厚的duroid基片，在约41GHz上可以激励起来，对于0.0635cm厚的氧化铝陶瓷基片，在约39GHz上可以激励起来。由于TM0模的截止频率没有下限，所以，在开路微带天线上，总能激励到相当程度，甚至在介电常数较低而且非常薄的基片上，也能以近于光速的相速传播起来。计算表明，当h / 0 > 0.09（r 2.3的基片）和h / 0 > 0.03（r 10的基片）时，表面波的激励就相当可观了。因此，一般来说，在特定的应用中，如果按照上面的表面波抑制条件来选择基片，表面波的影响就可不必考虑。
方向图特性的参数，这些参数有：天线增益G（或方向性GD）
、波束宽度（或主瓣宽度）、旁瓣电平等。
•b
2．天线效率
3．极化特性
4．频带宽度
5．输入阻抗
•图8-3
天线增益G与方向性GD
波束宽度与旁瓣电平
实际天线的辐射功率有时并不限制在一个波束中，在一个波束内也非均匀分布。在波束中心辐射强度最大，偏离波束中心，辐射强度减小。辐射强度减小到3db 时的立体角即定义为B。波束宽度B与立体角B关系为

双层宽带微带贴片天线

双层宽带微带贴片天线李倩;吕晓德【期刊名称】《中国科学院研究生院学报》【年(卷),期】2006(23)6【摘要】An X-band microstrip array antenna is presented in this paper, which is characterized by the wide-band and low cross-polarization level. The bandwidth is up to 10% while VSWR＜1.5. In the range of the bandwidth, the gain and radiation patterns keep good performances. The structure of antenna is simple for manufacture. The result of measurement is in good agreement with the result of simulation.%设计了一种X频段宽频带、低交叉极化微带天线.带宽在VSWR＜1.5达1GHz,天线增益与辐射方向图在带宽内保持良好特性.天线结构简单、易于制造.测试和仿真结果有很好的一致性.【总页数】5页(P770-774)【作者】李倩;吕晓德【作者单位】中国科学院电子学研究所,北京,100080;中国科学院研究生院,北京,100049;中国科学院电子学研究所,北京,100080【正文语种】中文【中图分类】TN82【相关文献】1.一种阶梯型双层微带贴片天线的优化设计 [J], 朱赟恩;杨明武2.基于HFSS的双层宽带微带贴片天线的研究 [J], 闵刚;武永刚3.非辐射边馈电的宽带双层微带贴片天线 [J], 卢晓鹏;张玉梅;李昂4.基于HFSS的双层宽带微带贴片天线的研究 [J], 武永刚;邢光龙;楚玉焕5.基于双层微带贴片天线的降耦合技术 [J], 张林坤因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

双层宽频微带天线的设计

双层宽频微带天线的设计
双层宽频微带天线的设计
李旭哲，苏桦，李珣，刘藤
【摘要】微带天线的窄频带特性是限制其广泛应用的重要原因之一，因此，如何展宽微带天线的带宽的问题一直受到研究人员的关注。

通过采用双层多贴片及在两贴片之间加入空气层的结构来达到增加微带天线带宽的目的。

此外，利用微带线进行正交馈电，在满足宽频带的同时，也实现了天线的圆极化。

由贴片间的谐振耦合作用，该天线的频带展宽为11.04%(VSWR≤2)，且增益达到了5.2 dB，可以在1.206～1.346 G的L波段内工作。

【期刊名称】现代电子技术
【年(卷),期】2010(033)021
【总页数】3
【关键词】微带天线；双层贴片；宽频带；圆极化
资助项目：国家高科技技术研究与发展技术项目资助
(2009AA03Z414)
0 引言
微带天线是在带有导体接地板的介质基片上附加导体贴片而构成的天线，采用微带线或者同轴探针对贴片进行馈电，在贴片和接地板之间激励起电磁场，通过贴片与缝隙向外辐射。

由于微带天线具有体积小，剖面低，重量轻，易馈电以及易与载体共形安装等优点，而广泛应用于测量和通讯各个领域。

但是，由于微带天线是一种谐振式天线，高Q特性也就决定了其输入阻抗对频率变化很敏感，导致了贴片天线的频带较窄(一般频带的相对带宽只有[1-2]2%～5%)。

对于工作在北斗频段的微带天线而言，由于带宽较窄，所以对工作频点的准确。

宽频带缝隙馈电双层贴片微带天线设计

Ａｂｓｔｒａｃｔ：、ｗｉ（ｈ—Ｉｌａｔｌｄｏｌｉｎ．’ｒｏｓｌｒｉｐａｎｔｅｎｎａｗｉｔｈｓｔａｃｋｅｄｐａｈＩ１ｃｏｕｐｌｅｄｔｏｆｅｅｄｌｉｎｅｔｈｒｏｕｇｈｒｅ（‘ｔａｎｇｌｅｉｌｅａｌ＂一ｒｅｓｏｎａｎｔａｐｅｔ’ｔｍｅｈａｓｂｅｅｎｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔ（１ｌｅｄｕ（ｌＪｈａ（。ｋｗａｒｄｒａｄｉａｔｉｏｎ．ｒｅＩ］ｅｅｔｏｒｐｌａｎｅｉｓｐｌａ（ｅｌｌａｂｏｕｔａｑｕａｒｔｅｒｏｆｗａｖｅｌｅｎｇｔｈａｗａｙｆｒｏｍｔｈｅｇｒｏｕｎｄｐＩａｎｅ．Ｆｍ’ｗｉｄｔ一１）ａ『１Ｉｔｅｎｈａｎｃｅ— Ｉｌｌ（。ｎｔ，ＩｌｌＩＩｈｉ—ｌａ。ｅｒｌｏｗｄｉｅｌｅ（，ｔｒｉｅｅｌｍｓｔａｎｔｆｕａｍｓｕｂｓｔｒａｔｅｉｓｕｓｅｄｂｅｔｗｅｅｎｐａｔ（’ｈａｎｄｐａｒａｓｉｔｋ‘ｐａｔｃｈ．Ｔｈｅａｎｔｅｎｎａｉｓｅａｓ＇￣‘ｈ·（‘Ｉｌｉｌｔｉｇｕｒｅａｓａｏａｌ－ｌ‘。 ’
日前基于缝隙舶合馈电，能够有效扩展天线带宽的方式可以总结为以下二‘点：改变缝隙的形状，如 “Ｅ”形、“Ｉ ”彤、“Ｈ”形、“ＨｏｕｒＧｌａｓｓ”形、“十 ”形等；采ｆ｝ｊ层叠辐射贴片结构；使用低介电常数和较厚的介
０引言近年来，随着无线电技术的迅猛发展，对天线的要
求越来越高，既需要天线高增益、宽频带，还要求具备剖面低、重量轻、易制作等特点．当前无芯片射频标签正逐渐兴起频率编码容量大的无芯片标签工作的频率范围很宽，对标签阅读器的天线提出＿，更宽频带的要求徽带天线为其同有的窄带宽的特点，导致其片Ｊ大大地受到限制为了拓展微带天线的带宽，ｌ９８４年，Ｐｏｚａｒ首次提出＿ｒ缝隙耦合馈电微带天线，

超宽带天线 (2)

超宽带天线1. 引言超宽带（Ultra-Wideband，简称UWB）技术是一种基于大带宽无线传输的技术，可以实现高速数据传输、精确定位以及物联网应用等多种功能。

而超宽带天线作为UWB系统中至关重要的组成部分，其设计和性能对系统的整体性能有着重要影响。

本文将详细介绍超宽带天线的概念、设计原则以及常见的超宽带天线类型。

2. 超宽带天线概述超宽带天线是一种能够在超宽带频段内工作的天线。

它能够传输大量的数据，且具备透过墙体和障碍物传输数据的能力，因此在无线通信、雷达系统、物联网等领域有着广泛应用。

与传统窄带天线不同，超宽带天线具备以下特点：•带宽宽广：超宽带天线的工作频率范围通常达到几百兆赫兹到几十吉赫兹，因此能够传输更多的信息。

•抗干扰能力强：超宽带技术采用短脉冲信号传输，在频域内具有较好的抗多径干扰能力。

•精确定位能力：超宽带信号能够提供高精度的时延测量，从而实现精确定位功能。

3. 超宽带天线设计原则3.1 带宽匹配超宽带天线的设计需要考虑到其工作频率范围的宽广性。

天线的输入阻抗和辐射模式应当在整个超宽带频段内保持稳定，以保证信号的传输质量和距离。

在设计过程中，可以采用多种技术手段来改善带宽匹配，如使用宽带阻抗转换器、多振子设计等。

3.2 辐射效率超宽带天线的辐射效率对系统性能至关重要。

辐射效率高意味着更好的信号传输质量和更远的传输距离。

辐射效率的提高可以通过合理的设计天线结构、优化天线材料以及减小辐射功率损耗等方式来实现。

3.3 多频段覆盖超宽带天线不仅要满足带宽宽广的要求，还需要能够在不同频段内工作。

因此，设计超宽带天线时需要考虑多频段覆盖的需求。

可以采用多种技术手段，如使用多振子结构、配置可调谐元件等来实现多频段覆盖。

4. 常见的超宽带天线类型4.1 偶极天线偶极天线是最常见的超宽带天线类型之一。

它由两个电极构成，能够在多个频段内较好地匹配和辐射。

偶极天线具有简单的结构和方便的制造工艺，因此被广泛应用于超宽带通信系统中。

微波仿真论坛_基于HFSS的双层宽带微带贴片天线的研究

Abstract: A novel double deck broadband microstrip patch antenna was designed and simulated by HFSS software in the study. The antenna adopts two substrates with Telon and air. The thickness of air substrate is increased and a lumped series capacitance is add to the antenna structure to compensate for the inductive reactance introduced by the long coaxial probe.The simulated results show that the impedence bandwidth of the antenna reaches 23%(VSWR≤2), so the goal is realized.
and propagat, 1989,48(5):73-76. [6]Ikmo Park. An aperture-couple small microstrip antenna with enhanced bangwidth[J]. Antennas and Propagation Society Interna
关键词：宽频带微带贴片天线阻抗带宽 HFSS
中图分类号: TN821
文献标识码: A
文章编号:1674-0874(200８)05-0059-03
微带天线又叫共型天线, 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. 它具有剖面薄、体积小、重量轻、便于获得圆极化、容易实现双频段、双极化, 平面结构, 与微波毫米波无源电路、有源电路以及集成电路的兼容性好等优点. 但微带天线有其固有缺陷, 即宽带比较窄, 一般微带天线的带宽只有 5%左右[1.5]. 因此, 展宽微带天线的带宽具有十分重要的意义. 目前, 随着微带天线的应用越来越广, 对于如何展宽天线的带宽已经出现了很多有效的方法, 其基本方法有以下几种: ①增大微带介质的厚度[1]; ②降低微带介质的介电常数[1,4]; ③采用有耗介质[6]; ④附加阻抗匹配网络[7] 等. 前两种方法制作起来比较简单, 容易加工; 第三种方法以天线增益的降低为代价; 第四种方法需要设计宽带匹配电路, 电路结构复杂, 制作难度大.

宽频带双层微带天线概要

- 114 - Ansoft2004年用户通讯采用ANFSOFT HFSS对宽频带双层微带天线设计与仿真石磊北京理工大学微波通讯实验室 100081摘要：天线作为通讯试验箱前段的重要组成部分，他承担着发射信号和接收的回波信号的任务。

微带天线由于其本身的特点（如结构简单、低刨面、小型化、可以与飞行器表面共形安装而不影响飞行器的空气动力性能和占用飞行器内仓空间，天线可以与微带电路集成在一起，工业制造简单，价格低廉等优点）而得到了广泛的应用。

但是对于微带天线来说，最严重的缺陷是单个贴片天的带宽太窄，与阵子天线、缝隙天线、波导开口喇叭天线等工作带宽一般在15%----50%相比，微带单贴片的天线带宽只能有百分之几。

因此，最近微带天线大量的研究是关于微带天线的频带展宽技术。

关键字：双层微带天线，ANSOFT HFSS，宽频带1．天线形式的选择选择双层微带天线原因a. 作为微带天线，它具有微带天线体积小、轻便易于集成和便于批量生产等特点。

b. 根据设计要求的指标，采取了具有较宽的带宽的双层微带天线的结构。

2．天线的技术指标由于天线作为两个近距离试验箱体上的辐射器，所以对其性能指标的要求不慎严格：* 工作频率：2.2G* 驻波比 <1.5（带内）* 相对带宽>10%* 极化：线极化* 体积不能过大3．天线结构的分析微带天线的频带可以从以下三个方面的带宽来描述：阻带带宽、方向图带宽和极化带宽。

一般来说阻带带宽是天线带宽的主要因素。

通过对微带天线的分析知道，要展宽微带天线的的频带，可以采取以下几种方法：1）增加微代介质的厚度；2）降低微代介质的介电常数；3）采用有耗介质；4）对馈点电路采用宽带阻抗匹配（如阻抗匹配电路或采用开缝耦合对天线馈点）；5）采用对贴片谐振。

前三种办法的效果比较小，而且第三种方法是以天线增益的降低为代价的；第四种方法需要设计宽带匹配电路，但电路结构复杂，制作难度大，因此我们采用第五种方法。

一种新型宽带双极化微带贴片天线的设计

ＺＨＡＯＨｏｕ — ｌｉａｎｇ，ＹＩＮＪｉａ — ｘｉａｎ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＤｅｆｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７３，Ｃｈｉｎａ）
关键词：双极化；交叉极化；微带天线；短路耦合线中图分类号：ＴＮ８２８文献标识码：Ａ文章编号：１６７２ — ２３３７（２０１３）０２ — ０２１４ — ０５

ＤｅｓｉｇｎｏｆＮｏｖｅｌＢｒｏａｄｂａｎｄＤｕａｌ＿ＰｏｌａｒｉｚｅｄＭｉｃｒｏｓｔｒｉｐＰａｔｃｈＡｎｔｅｎｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｄｅｓｉｇｎｏｆｎｏｖｅｌｄｕａｌ — 。ｐｏｌａｒｉｚｅｄｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐｐａｔｃｈａｎｔｅｎｎａｗｉｔｈｗｉｄｅｂａｎｄｗｉｄｔｈｆｏｒＰ — ・ｂａｎｄ（ｔｈｅｃｅｎｔｅｒｆｒｅｑｕｅｎｃｙｉｓ０．７５ＧＨｚ）ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ａｐｅｒｔｕｒｅ－ｃｏｕｐｌｅｄｔｈｅｏｒｙ，ｃａｖｉｔｙｍｏｄｅｌｔｈｅｏｒｙ，ａｎｔｉ — ｐｈａｓｅｆｅｅｄｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅａｎｄｓｔａｃｋｅｄｐａｔｃｈａｎｔｅｎｎａａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅａｒｅａｄｏｐｔｅｄｉｎｔｈｅａｎｔｅｎｎａｄｅｓｉｇｎｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｂａｎｄｗｉｄｔｈ．Ｂｏｔｈｏｆｔｈｅｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｐｏｒｔｓａｒｅｆｅｄｗｉｔｈａｃｏｐｌａｎａｒｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐｌｉｎｅ．Ｓｈｏｒｔ — ｃｉｒｃｕｉｔｅｄｃｏｕｐｌｅｄ－ｌｉｎｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄｉｎｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅａｎｔｉ — ｐｈａｓｅｆｅｅｄｉｎｇｎｅｔｗｏｒｋ，ｗｈｉｃｈｌｅａｄｓｔｏｌｏｗｅｒｃｒｏｓｓｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｒｅａｌｉｚｅｄｇａｉｎｓｏｆｂｏｔｈｔｈｅｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｐｏｒｔｓｒｅａｃｈ８．５ｄＢ．Ｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｉｍｐｅｄａｎｃｅｂａｎｄｗｉｄｔｈｉｓ２８ｌａｒｉｚｅｄｐｏｒｔａｎｄ２２．６ｆｒｏｍ０．６４ＧＨｚｔｏ０．８５ＧＨｚｆｏｒｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｐｏ —

一种非辐射边馈电的宽带双层微带贴片天线[实用新型专利]

专利名称：一种非辐射边馈电的宽带双层微带贴片天线专利类型：实用新型专利
发明人：张顺鸿,陆心和
申请号：CN202121623749.3
申请日：20210716
公开号：CN216288957U
公开日：
20220412
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型属于贴片天线技术领域，尤其为一种非辐射边馈电的宽带双层微带贴片天线，包括架板，架板的四条边内部连接有销扣，销扣的上方设置有地板，地板的上方安装有下基片，下基片的上方设置有分隔板，分隔板的上方安装有上基片，上基片的上下端安装有贴片，上基片的外部安装有罩体，架板的下方安装有底座，底座的顶端四条边固定有凸块，底座的顶端四个角固定有插头，插头的外壁固定有限位环，插头的外壁一侧固定有拨片，拨片的底端固定有销头，解决了现有的微带贴片天线设备在安装过程中过于繁琐，需要工作人员使用到一系列的安装工具才能进行安装工作，并且不便于拆卸，影响了工作人员的工作效率的问题。

申请人：弗兰德科技(深圳)有限公司
地址：518000 广东省深圳市宝安区松岗街道燕川社区红湖东路西侧嘉达工业园1栋一、二、四、五层厂房及3栋整栋厂房
国籍：CN
代理机构：深圳知帮办专利代理有限公司
代理人：李赜
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微带贴片天线原理

微带贴片天线原理微带贴片天线原理微带贴片天线是一种用于无线通信系统中的天线，能够实现信号的收发和传输。

它具有体积小、重量轻、机械强度高等优点，因此在无线通信系统中得到广泛应用。

那么，微带贴片天线到底是如何实现无线通信的呢？微带贴片天线的结构微带贴片天线由两部分组成，一部分是金属贴片，另一部分是介质基板。

金属贴片与介质基板之间有着一定的间隙，这种间隙被称为天线缝隙。

金属贴片和介质基板可以通过各种方式堆叠以形成不同类型的贴片天线，如单片天线、双片天线和四片天线等。

微带贴片天线的工作原理微带贴片天线的工作原理基于微带线和谐振腔的原理。

微带线微带线是一种在介质基底上制造的印刷电路。

微带线的两端都有接头，其中一个接头与接收器或发射器相连，另一个接头与天线缝隙相连。

当电流在微带线中流动时，它会产生磁场和电场。

这些电磁波会沿着微带线传输到天线缝隙，然后被发射到空气中。

谐振腔谐振腔是天线中频率选择的部分。

这里，谐振腔是由金属贴片和介质基底两部分组成的。

间隙大小和贴片的形状和尺寸可以确定天线的谐振频率和辐射特性。

当电磁波通过谐振腔时，它会导致谐振，使电场和磁场相互作用并传输到空气中。

微带贴片天线的特性微带贴片天线的性能取决于介质基板、金属贴片和缝隙的尺寸和形状。

这些因素可以用于控制微带贴片天线的谐振频率和辐射特性。

微带贴片天线的优点微带贴片天线具有以下优点：1. 体积小：微带贴片天线相比于其他种类的天线来说，体积要小得多，因此在应用场景比较苛刻的无线通信领域中得到了广泛的应用。

2. 重量轻：由于微带贴片天线采用印制电路板技术制造，因此重量轻，并且可以在不同类型的介质上实现。

3. 机械强度高：由于微带贴片天线具有很好的机械强度，因此可以在各种环境下工作。

4. 可靠性高：微带贴片天线由于采用印制电路板技术制造，因此其制造价值更低，有助于将系统的成本降到最低。

总结微带贴片天线是一种微小的无线天线，可广泛应用于各种无线通信系统中。

双层微带贴片天线的研究

双层微带贴片天线的研究天线的中心频率为31.3GHz，扫频为25GHz-37.5GHz。

贴片天线的结构尺寸如表中所示（单位：mm）：表1 贴片微带天线的结构尺寸利用HFSS进行模拟，模型结果如图1所示：图1 双层贴片微带天线的模型贴片微带天线的S11参数如图2所示：天线的谐振频率为31.3GHz，-10dB带宽为30.4GHz~32.3GHz，绝对带宽达到了1.9GHz。

，图2贴片微带天线的S参数图图3为微带的第一层贴片的尺寸变化时的S11参数，改变长和宽，得到不同的谐振频率和带宽，实际应用中可以根据需要来设定尺寸。

图3 S参数随长度的变化天线的Smith圆图：从圆图中，可以读出天线在带宽内的不同阻抗值，根据读出的值，可以对微带天线的阻抗进行匹配，从而可以增加天线的带宽。

天线的三维增益方向图：图 5.1单层贴片天线增益图图5.2 双层贴片天线增益图该天线的E平面和H面的辐射方向图如下：图6 E平面增益方向图总结从图5.1和5.2中可以看出，天线在z轴方向上辐射增益最强，达到了6.74dB 和7.0dB。

在一般的微带天线中，我们在辐射方向上增加了一个金属贴片，使得天线在z轴方向上的辐射能力更强，使得增益增强。

通过本学期的学习以及本次对微带天线的仿真和分析，了解了HFSS设计天线的整个过程，也掌握了天线的一些基本特性参数。

对以后的学习有很大的帮助。

同轴线馈电的微带贴片天线的研究天线的中心频率为2.45GHz，扫频为1.5-3.5GHz。

贴片天线的结构尺寸如3-1所示（单位：mm）：1贴片微带天线的结构尺寸利用HFSS进行模拟，模型结果如图2所示：图2贴片微带天线的模型贴片微带天线的S参数如图3所示：图3贴片微带天线的S参数图当贴片的宽度固定时，S参数随贴片长度的变化曲线如3-4图所示：图4 S参数随长度的变化由图4可以看出：当贴片长度为29.5mm时，谐振频率点约为2.45GHz。

所以将贴片长度设置为29.5mm，宽度设置为41.4mm，对天线进行优化：天线的Smith圆图：图5 优化后天线的Smith圆图天线的三维增益方向图：图6 三维增益方向图该天线的E平面位于XOZ平面上，E平面增益方向图如下：图7 E平面增益方向图在前面的分析中，我们只优化了微带贴片的长度，使天线的谐振频点落在2.45GHz，但是天线在2.45GHz时的输入阻抗并没有达到标准的50ohm，还需要对输入阻抗进行优化，使天线达到最好的性能。

《微带贴片天线讲义》课件

03
提高微带贴片天线的效率可以提高天线的辐射能力和能量利用率
。
04
PART 04
微带贴片天线的应用
无线通信系统
无线局域网（WLAN）
微带贴片天线广泛应用于无线局域网中，作为接入点（AP）和客户端（如笔记本电脑和智能手机）的通信天线，实现高速数据传输。
蓝牙通信
蓝牙耳机和蓝牙设备中使用的微带贴片天线，用于无线传输语音和数据信号，方便用户进行无线连接和通信。
雷达系统
车载雷达
在自动驾驶汽车中，微带贴片天线常被用作车载雷达系统的发射和接收天线，用于探测障碍物、车辆和行人的位置和速度。
气象雷达
气象雷达中的微带贴片天线，能够发射和接收微波信号，用于监测降雨、风速、冰雹等气象信息。
卫星通信系统
卫星电视接收
微带贴片天线在卫星电视接收系统中应用广泛，用于接收来自卫星的电视信号，提供高清电视节目。
小型化和宽频带是微带贴片天线面临的挑战之一，需要研究新型材料和优化设计方法来实现。
高增益与低交叉极化问题
高增益
为了提高通信质量和距离，需要微带贴片天线具有较高的增益。
低交叉极化
交叉极化会导致信号质量下降，因此需要微带贴片天线具有较低的交叉极化。
总结
在提高增益的同时降低交叉极化是微带贴片天线的另一个挑战，可以通过改进结构和材料来实现。
高效率与低成本问题
高效率
为了减少能量损失，微带贴片天线需要具有较高的效率。
低成本
在满足性能要求的同时，降低微带贴片天线的制造成本也是重要的考虑因素。
总结
高效率和低成本是微带贴片天线的第三个挑战，可以通过优化制造工艺和采用新型材料来实现。
PART 06

一种双层宽带微带天线设计

图 2 双层倒置微带天线等效耦合电路
图中 G1 、L1、C1 为下层辐射贴片的自电导、自电感、自电容，G2、L2、C2 为上层辐射贴片的自电导、自电感、自电容。Cg 为下层辐射贴片和上层辐射贴片间的耦合电容。
图 3 双层倒置微带天线 HFSS 模型图
4 3 天线参数的设计
4.1
仿真结果和实测结果分析
Design of a Double Layer Wideband Microstrip Antenna ZHAO Yudong，WANG Suixue
（Beijing Institute of Space Long March Vehicle，Beijing 100076） Abstract：This paper presents a double layer wideband microstrip antenna.The antenna adopted double invert patch construction ， feed from back and windows on patch ， Make antenna simple and small.The result of stimulation and react measured indicate when the standing wave ratio（VSWR）≤2，the bandwidth is over 25%;The gains of antenna reached 9dB;The beamwidth of ≥0dB is over 120 degree，having characteristic of
仿真结果与实测结果
为了尽可能的展宽天线频率宽度，需要降低微带天线的品质因素 Q 值。必须选择介电常数低和厚度大的基片，但太厚的基片介质容易在贴片天线表面激励起高次模和表面波，降低天线辐射效率和天线方向图主瓣，交叉极化电平变差。因此通过多层结构，利用空气层实现一种等效的低介电常数基板。天线上下贴片尺寸可以分别进行计算。下层基片的介电常数为ε r1 ，利用普通微带天线设计公式可得出贴片大小。为了减小天线面积，需要下层天线谐振在低频段，通过在贴片上开窗口，引进等效电容参数，实现减小贴片面积目的。上层介电常数εrs 可利用多层微带天线计算公式获得

非辐射边馈电的宽带双层微带贴片天线

非辐射边馈电的宽带双层微带贴片天线卢晓鹏;张玉梅;李昂【期刊名称】《雷达科学与技术》【年(卷),期】2011(9)5【摘要】This paper proposes a broadband double-layer rectangular microstrip antenna(DL-RMSA) fed from the non-radiating edge of a bottom patch. The characteristics of the antenna has been analyzed via simulation tool. This design shows that cutting 3 to 5 slots along the co-polarization into the parasitic patch can effectively suppress the cross polarization radiation as well as enhances the impedance bandwidth. As compared to the conventional DL-RMSAs, the proposed antenna presents a 30% broader impedance bandwidth) while maintaining the cross polarization level. Using this antenna as an element in the construction ofa corresponding array can simply the feed network and yield a co-planar-fed microstrip array with broad operation bandwidth, high radiation efficiency and wide-angle scanning capability. A X-band demo array of 8 X 8 elements has been fabricated and tested. The measurement results show that this array antenna exhibits low cross-polarization level and high radiation efficiency within a relative bandwidth of 17. 6%.%介绍了一种非辐射边馈电的宽带双层微带贴片天线单元,并对其参数特性进行了仿真研究,结果表明,通过在寄生贴片上开3～5个与极化方向相平行的缝,可有效抑制天线的交叉极化,同时改善天线的阻抗带宽.相比传统双层微带贴片,该天线单元的阻抗带宽可提高3％以上,而交叉极化指标相当.当该单元应用于阵列天线设计时,可简化馈电网络,便于实现宽带、高效、大扫描角的微带共面馈电天线阵.对X波段8×8单元实验小阵的测试结果表明,该天线在17.6％的频段内具有良好的交叉极化性能及较高的工作效率.【总页数】5页(P479-483)【作者】卢晓鹏;张玉梅;李昂【作者单位】中国电子科技集团公司第三十八研究所,安徽合肥230088;中国电子科技集团公司第三十八研究所,安徽合肥230088;中国电子科技集团公司第三十八研究所,安徽合肥230088【正文语种】中文【中图分类】TN821+.4;TN957.2【相关文献】1.双层宽带微带贴片天线 [J], 李倩;吕晓德2.基于HFSS的双层宽带微带贴片天线的研究 [J], 闵刚;武永刚3.用于宽带高功率微波辐射的双层贴片天线特性 [J], 徐刚;廖勇;孟凡宝;唐传祥;杨周炳;谢平4.基于HFSS的双层宽带微带贴片天线的研究 [J], 武永刚;邢光龙;楚玉焕5.一种面向导航应用的电容耦合四点馈电的宽带双层微带天线 [J], 王超;艾永强;张振杰;郑伟;杨文丽因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

微带贴片天线概论

采用多层结构
利用多层结构，在有限的体积内增加天线辐射单元的数量，从而提高整体效率与增益。
应用电磁材料
采用具有高导电性和磁导率的电磁材料，增强天线的电磁波辐射和聚焦能力。
如何减小天线的尺寸与重量
采线的物理尺寸。
采用折叠、旋转和多层结构设计
02
通过对天线结构进行折叠、旋转和多层堆叠，实现天线的小型
三角形微带贴片天线
三角形微带贴片天线是一种具有特殊形状的微带贴片天线，其金属贴片呈等边三角形或等腰三角
形。
三角形微带贴片天线具有较高的增益和较宽的带宽，同时其结构
简单、易于制作。
三角形微带贴片天线在通信、雷达、导航等领域具有一定的应用
价值。
其他形状的微带贴片天线
除了矩形、圆形和三角形微带贴片天线外，还有许多其他形状的微带贴片天线，如椭圆形、八边形等。
如何提高天线的抗干扰能力与稳定性
加强天线屏蔽
通过增加金属屏蔽层，降低外部电磁干扰对天线性能的影响。
应用噪声抑制技术
采用先进的信号处理技术，抑制天线接收到的噪声干扰。
优化天线布局
合理布置天线位置，降低多天线之间的耦合效应，提高整体抗干扰能力与稳定性。
谢谢观看
这些特殊形状的微带贴片天线在某些特定场合具有一定的应用优势，如提高增益、拓宽带宽等。
然而，这些特殊形状的微带贴片天线的制作难度较大，成本较高，因此在实际应用中受到一定限制。
03
微带贴片天线的设计与优化
贴片的尺寸设计
贴片尺寸与波长关系
贴片的尺寸通常为工作波长的四分之一或二分之一，以实现最佳辐射效果。
化与轻量化。
应用新型制造工艺
03
采用先进的微纳制造工艺，实现天线的高精度制造，进一步减