结构与分类
微带天线是近30年来逐渐发展起来的一类新型天线。早在1953年就提出了微带天线的概念,但并未引起工程界的重视。在50年代和60年代只有一些零星的研究,真正的发展和使用是在70年代。常用的一类微带天线是在一个薄介质基(如聚四氟乙烯玻璃纤维压层)上,一面附上金属薄层作为接地板,另一面用光刻腐蚀等方法作出一定形状的金属贴片,利用微带线和轴线探针对贴片馈电,这就构成了微带天线。当贴片是一面积单元时,称它为微带天线;若贴片是一细长带条则称其为微带振子天线。图1所示为一基本矩形微带天线元。
长为L,宽为W2的矩形微带天线元可看作一般低阻传输线连接两个辐射缝组成。L为半个微带波长即为λg/2时,在低阻传输线两端形成两个缝隙a-a和b-b,构成一二元缝阵,向外辐射。
另一类微带天线是微带缝隙天线。它是把上述接地板刻出窗口即缝隙,而在介质基片的另一面印刷出微带线对缝隙馈电。
按结构特征把微带天线分为两大类,即微带贴片天线和微带缝隙天线;按形状分类,可分为矩形、圆形、环形微带天线等。按工作原理分类,无论那一种天线都可分成谐振型(驻波型)和非揩振型(行波型)微带天线。前一类天线有特定的谐振尺寸,一般只能工作在谐振频率附近;而后一类天线无谐振尺寸的限制,它的末端要加匹配负载以保证传输行波。
微带天线的性能
微带天线一般应用在1~50GHz频率范围,特殊的天线也可用于几十兆赫。和常用微波天线相比,有如下优点:
(1)体积小,重量轻,低剖面,能与载体(如飞行器)共形
(2)电性能多样化。不同设计的微带元,其最大辐射方向可以从边射到端射范围内调整;易于得到各种极化
(3)易集成。能和有源器件、电路集成为统一的组件。
微带贴片形状
贴片形状是多种多样的,实际应用中由于某些特殊的性能要求和安装条件的限制,必须用到其他形状的微带贴片天线。例如,国外某型炮弹引信天线要求半球覆盖的方向图,即E面和H面方向图在端射方向()的电平也要求在半功率电平以上,而规则的矩形或圆形贴片无法满足。因此,为使微带天线适用于各种特殊用途,对各种几何形状的微带贴片天线进行分析就具有相当的重要性。