第五章4现代天线技术
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减小天线尺寸——加载天线
下图是三种加载方式的天线
（a）1/4波长单鞕天线；（b）底部加载天线；（c）中 部加载天线； （d）顶部加载天线 图 (b) 为底部加载天线，这种天线的优点是机械性能较好， 缺点是这种加载方式的辐射电阻很低，而且由于大多数能 量从加载线圈辐射出来的，因此其辐射效率较低。 (d)是顶部加载天线，因其机械性能差，所以在实际中很 小应用到 图(c)为中部加载天线，这种天线尽管其辐射电阻仍较低， 但沿着天线的电流分布较均匀，辐射效率较高所以被广泛 使用。
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减小天线尺寸——加载天线
单鞕天线结构简单，但是在800MHz～1000MHz， 四分之一波长仍然很长，所以对于单鞕天线产生了 几种改进形式，比如加载天线。 根据传输线的理论，1/4波长的开路线相当于一个 串联谐振电路，所以其整个负载是呈纯电阻性的， 在有些场合，由于环境的因素，天线的长度往往受 到限制，所以出现了加载天线。根据传输线的理论， 长度小于1/4波长的倍数的天线其阻抗呈容性，这 时天线不产生谐振，为此我们可以在天线上加一个 电感来与天线平衡，从而使天线发生谐振，这种天 线称为加载天线。
1
参考文献：
Compact and Broadband Microstrip Antennas ， KIN-LU WONG ， A WILEY-INTERSCIENCE PUBLICATION ， JOHN WILEY & SONS, INC. 2002
2
Compact and small antenna
12
13
dual linear polarizations.
14
compact circularly polarized
15
compact CP radiation.
16
Shanghai Jiao Tong University
谢谢！
17
6
（a）
（b）
（c）
（d）
Baidu Nhomakorabea
图 加载天线 （a）1/4波长单鞕天线；（b）底部加载天 线；（c）中部加载天线； （d）顶部加载天线
7
提高介质介电常数，厚度——减小体积
Circularly polarized corner-truncated square microstrip antennas for GPS application at 1575 MHz. (a) Design with a microwave substrate (εr = 3.0, h = 1.524 mm); (b) design with a ceramic substrate (εr = 28.2, h = 4.75 mm). Dimensions are in millimeters and not to scale.
Shanghai Jiao Tong University
现代天线技术
——第五章 小天线(4)
金荣洪 教 授 耿军平 副教授 上海交通大学电子工程系 2008－9
http://ee.sjtu.edu.cn/po/info/info_detail.jsp?infoId=info4 4000000436
8
Edge-shorted patch for size reduction
9
Meandering the excited patch surface current paths in the antenna’s radiating patch
10
11
slotted patches suitable for the design of compact microstrip antennas
introduction Reduce size
Load conformal
3
减小微带天线的体积
第一，采用四分之一波长贴片天线来减小贴片天线 的尺寸 介质基底采用高介电常数的材料 如果采用短路接线柱来代替传统的四分之一波长贴 片的短路平面，就可以极大地减小贴片导体的物理 尺寸 采用终端加载电阻性负载的贴片天线[66]也可以减 小微带贴片体积而不减小阻抗带宽。但这种方法最 主要的缺点是会降低天线辐射的效率。 共形天线（conformal antenna）
减小天线尺寸——加载天线
下图是三种加载方式的天线
（a）1/4波长单鞕天线；（b）底部加载天线；（c）中 部加载天线； （d）顶部加载天线 图 (b) 为底部加载天线，这种天线的优点是机械性能较好， 缺点是这种加载方式的辐射电阻很低，而且由于大多数能 量从加载线圈辐射出来的，因此其辐射效率较低。 (d)是顶部加载天线，因其机械性能差，所以在实际中很 小应用到 图(c)为中部加载天线，这种天线尽管其辐射电阻仍较低， 但沿着天线的电流分布较均匀，辐射效率较高所以被广泛 使用。
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减小天线尺寸——加载天线
单鞕天线结构简单，但是在800MHz～1000MHz， 四分之一波长仍然很长，所以对于单鞕天线产生了 几种改进形式，比如加载天线。 根据传输线的理论，1/4波长的开路线相当于一个 串联谐振电路，所以其整个负载是呈纯电阻性的， 在有些场合，由于环境的因素，天线的长度往往受 到限制，所以出现了加载天线。根据传输线的理论， 长度小于1/4波长的倍数的天线其阻抗呈容性，这 时天线不产生谐振，为此我们可以在天线上加一个 电感来与天线平衡，从而使天线发生谐振，这种天 线称为加载天线。
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参考文献：
Compact and Broadband Microstrip Antennas ， KIN-LU WONG ， A WILEY-INTERSCIENCE PUBLICATION ， JOHN WILEY & SONS, INC. 2002
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Compact and small antenna
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13
dual linear polarizations.
14
compact circularly polarized
15
compact CP radiation.
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Shanghai Jiao Tong University
谢谢！
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（a）
（b）
（c）
（d）
Baidu Nhomakorabea
图 加载天线 （a）1/4波长单鞕天线；（b）底部加载天 线；（c）中部加载天线； （d）顶部加载天线
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提高介质介电常数，厚度——减小体积
Circularly polarized corner-truncated square microstrip antennas for GPS application at 1575 MHz. (a) Design with a microwave substrate (εr = 3.0, h = 1.524 mm); (b) design with a ceramic substrate (εr = 28.2, h = 4.75 mm). Dimensions are in millimeters and not to scale.
Shanghai Jiao Tong University
现代天线技术
——第五章 小天线(4)
金荣洪 教 授 耿军平 副教授 上海交通大学电子工程系 2008－9
http://ee.sjtu.edu.cn/po/info/info_detail.jsp?infoId=info4 4000000436
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Edge-shorted patch for size reduction
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Meandering the excited patch surface current paths in the antenna’s radiating patch
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slotted patches suitable for the design of compact microstrip antennas
introduction Reduce size
Load conformal
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减小微带天线的体积
第一，采用四分之一波长贴片天线来减小贴片天线 的尺寸 介质基底采用高介电常数的材料 如果采用短路接线柱来代替传统的四分之一波长贴 片的短路平面，就可以极大地减小贴片导体的物理 尺寸 采用终端加载电阻性负载的贴片天线[66]也可以减 小微带贴片体积而不减小阻抗带宽。但这种方法最 主要的缺点是会降低天线辐射的效率。 共形天线（conformal antenna）