导体贴片一般是规则形状的面积单元,如矩形,圆形,或圆环形薄片等,也可以是窄长条形的薄片振子(偶极子)。由这两种单元形成的微带天线分别称为微带贴片天线和微带振子天线。微带天线的另一种形式是利用微带线的某种形变(如弯曲、直角弯头)来形成辐射,称之为微带线形天线,第三种形式的微带天线因为沿线传输行波,又称之为微带行波天线。微带天线的第四种形式是利用开在接地板上的缝隙,由介质基片的另一侧的微带线或其他馈线(如槽线)对其馈电,称之为微带缝隙天线。
2.2 微带天线的辐射机理
微带天线的辐射是由微带天线导体边沿和地板之间的边缘场产生的【10】。Lewin对微带的不连续性的辐射首次作了研究,他的分析是基于导体中流动的电流进行的。这个方法也可以用来计算辐射对于微带谐振器品质因数的影响。这个分析是以微带开路端和地板所构成的口径场为基础。按此分析,辐射对于品质因数的影响可描述为谐振器尺寸、工作频率、相对介电常数及基片厚度的函数。理论和实验结果表明,在高频时,辐射损耗远大于导体和介质的损耗。还证明,在用厚的而介电常数低的基片时,开路微带线的辐射更强。
微带天线的分析方法有很多,为简单起见,以矩形微带天线为例,用传输线模分析法介绍它的辐射原理。文献综述
设辐射元的长为l,宽为w,介质基片的厚度为h,现将辐射元、介质基片和接地板视为一段长为l的微带传输线,在传输线的两端断开形成开路。
根据微带传输线理论,由于基片厚度h<<l,场沿h方向均匀分布。在最简单的情况下,场沿宽度w方向也没有变化,而仅在长度方向(l»l/2)有变化。
在两开路端的电场均可以分解为相对于接地板的垂直分量和水平分量,两垂直分量方向相反,水平分量方向相同,因而在垂直于接地板的方向,两水平分量电场所产生的远区场同相叠加,而两垂直分量所产生的场反相相消。因此,两开路端的水平分量可以等效为无限大平面上同相激励的两个缝隙。缝的电场方向与长边垂直,并沿长边w 均匀分布。缝的宽度为Dl»h ,长度为w ,两缝间距为l»l/2 。这就是说,微带天线的辐射可以等效为由两个缝隙所组成的二元阵列。