微带天线馈电方式_微带天线原理

微带天线馈电方式

大多数微带天线只在介质基片的一面上有辐射单元，因此，可以用微带线或同轴线馈电。因为天线输入阻抗不等于通常的50欧姆传输线阻抗，所以需要匹配。匹配可由适当馈电位置来做到。但是，馈电的位置也影响辐射特性。另外，80年代以来还出现了电磁耦合馈电。

1.微带馈电

利用微带线进行馈电。用微带线馈电时，馈线与微带贴片是共面的，因而可方便的一起光刻，制作简便。但馈线本身也有辐射，从而干扰天线方向图，降低增益，为此，一般要求微带线不能宽，希望微带线宽远小于波长。

天线输入阻抗与特性阻抗的匹配可由适当的选择馈电点的位置来实现。如果场沿矩形贴片的宽度变化，则当馈线沿宽度移动时，输入阻抗随之而变，从而提供了一种阻抗匹配的简单办法。馈电位置的改变，使得馈线和天线之间的耦合改变，因而使谐振频率产生一个小的漂移，而辐射方向图仍然保持不变。不过，稍加改变贴片尺寸，可补偿谐振频率的漂移。

2.同轴线馈电

同轴插座设置在印制电路板的背面，而同轴线内导体接在天线导体上。对指定的模，同轴插座的位置可由经验确定，以便产生最好的匹配。

优点是：馈电点可选在贴片内任何位置且避免了对天线辐射的影响。

3.电磁耦合馈电

该结构的特点是贴近（无接触）馈电，可利用馈线本身，也可通过一个口径（缝隙）来形成与天线间的电磁耦合。这种方法可以获得宽频带的驻波比特性。

微带天线原理

微带天线的结构一般由介质基板、辐射体及接地板构成。介质基板的厚度远小于波长，基板底部的金属薄层与接地板相接，正面则通过光刻工艺制作具有特定形状的金属薄层作为辐射体。辐射片的形状根据要求可进行多种变化。

如下图所示，结构最简单的微带天线是由贴在带有金属地板的介质基片上的辐射贴片所构成的。贴片上导体通常是铜和金，它可以为任意形状。但通常为便于分析和便于预测其性能都用较为简单的几何形状。为增强辐射的边缘场，通常要求基片的介电场数较低。

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。这可以从以下图中的情况简单说明，这个图是一个侧向馈电的矩形微带贴片，与地板相距高度为h。假设电场沿微带结构的宽度和厚度方向没有变化，则辐射器的电场仅仅沿约为半波长的贴片长度方向变化。辐射基本上是由贴片开路边沿的边缘场引起的。在两端的场相对地板可以分解为法向和切向分量，因为贴片长度为，所以法向分量反相，由它们产生的远区场在正面方向上互相抵消。平行于地板的切向分量同相，因此合成场增强，从而使垂直于地板的切向分量同相，因此合成场增强，从而使垂直于结构表面的方向上辐射场最强。

根据以上分析，贴片可以等效为两个相距、同相激励并向地板以上半空间辐射的两个缝隙。对微带贴片沿宽度方向的电场变化也可以采用同样的方法等效为同样的缝隙。这样，微带贴片天线的辐射就等效为微带天线周围的四个缝隙的辐射。

这种分析方法不仅适用于微带矩形贴片天线，同样也适于其他形状微带天线。

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