宽频微带天线 更新时间：2011-05-28 04:00

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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。

宽频微带天线引言

• 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 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性有很高的要求，外界环境的微小变化都有可能使得频点发生漂移，导致天线无法正常工作，为了解决这个问题，可以扩宽微带天线在频点周围的频带，这样即使发生了频点漂移，天线的工作频点依然可以保持在天线的工作带宽范围内。

  针对扩宽微带天线的频带问题，已经有了很多设计方法: 增加介质基板的厚度，但这样会引入表面波损耗;减小介质的相对介电常数，但是会使基板的尺寸加大;增加寄生单元，同样会使基板的面积加大; 增加阻抗匹配网络; 缝隙耦合馈电; 采用多层结构等。

  采用在双层贴片间加入空气层的结构，利用两个贴片之间的相互耦合作用，产生两个相近的谐振频率点，从而达到增加微带天线频带宽度的目的。下面对该微带天线结构、理论和仿真结构进行论述，并在最后给出了结论。

宽频微带天线结构

• 与传统微带天线采用同轴探针对贴片进行馈电不同，本文采用了正交微带线对贴片进行馈电，这样既可以避免因为同轴探针的使用而引入电感，对天线的阻抗匹配带来不便，也可以简单地实现天线的圆极化功能。两条正交微带线的宽度相同，均为W1。此外，从图中可以看到，在两个贴片之间加入了空气层，使其起到降低介电常数的作用，从而达到增加频带宽度的目的。

宽频微带天线结论

• 针对微带贴片天线频带较窄的特点，本文提出了一种利用正交微带线进行馈电的双贴片微带天线结构。

  在VSWR  <=2 时，频带范围在1. 206~ 1. 346 GHz之间,带宽达到了140 MHz，相对带宽达到了11. 04%。在工作频段内，天线的增益有稍许提高，轴比可以接受，所以此天线结构是一种比较经济实用的微带天线结构。