HFSS双频微带天线的研究与设计(2)
参考文献 33
1 引言
1.1微带天线的背景
首先指出了微带天线的有关研究是在1953年，但是由于当时技术上的不成熟，实际生产上的不乐观，直到1972年，微带天线才被成功地制作出来，随后，科技发展迅猛，微带天线才在国际上有了广泛的生产和使用。
在1981年，有关微带天线的文章发表在杂志IEEE天线传播专栏一月号上。自此以后，微带天线得到了大家的关注，成为了天线大家族的一员。微带天线主要发展时期是在70年代，微带天线的理论知识和研究成果更加完善和发展是在80年代，在当今时代，微带天线的研究已经取得了很大的成果，更多的应用到了生产生活中，微带天线在科技研究中发挥了很大的作用。
1.2天线的分类及特点
在我们的研究中，存在着很多不同种类的微带天线，这些种类中包括微带行波，微带贴片等天线。
其中构成方式最简易的天线是微带贴片天线，这种天线最显著地优点是它的工作效率较高，带宽也窄，在研究中，如果没有具体指明那就都指微带贴片天线。微带贴片天线要比微带缝隙天线的带宽窄一些，其中，这个特点更加显著地是宽矩形缝隙天线。它产生的方向图是双面的或单面的，但是微带缝隙天线如果在单方向辐射时，贴片天线要比这种天线的小，除此之外，设计和研究这种微带天线相比贴片天线难度更加大，而且，它的应用范围是有限的。微带行波天线是由基片、在基片一面上的链形周期结构或普通的长TEM波传输线和基片另一面上的地板构成。在TEM波传输线的末端连接的是匹配负载，在研究设计上，能够使主波束从边射到端射的任意方向，此时，要求天线必须要保持行波的状态下。最终得到的带宽较大，但是这种天线也有它的缺点，它的生产效率不是特别高，而且它的研究方法，分析过程都不是很成熟。
微波天线通常相比之下，具有以下特点：
（1）重量轻，体积不是很大，剖面不是很高，而且相关的载体还可以和天线共形，其中就有飞行器，现在很多的移动终端也可以实现共形，而且，载体的机械结构也不受到破坏，除了要在馈电线的地方开出引线孔之外。
（2）带宽相比之下不是特别的宽，增益相比之下有点低，具有这种特点的天线，最先指谐振式微带天线，但是如今还需改良。
（3）不同的性能，微带元的不同设计，调整最大辐射方向在边射和端射的范围。更加容易得到不同的极化方式，主要是由于性能的种类特别的多，而且，设计和研究微带元的方式有很多。
（4）工作效率比较低，内部损耗比较大，行波微带天线在匹配负载上有很大的损耗。
（5）生产成本比较低，可以和有源器件，电路组成为一个部件，可以进行批量生产，易于用简单的馈电方式实现圆极化和线极化。
（6）介质基片对性能的影响较大，生产条件必然会有一定的局限性，如果进行大量的制造，制造出具有一定均匀性和一致性还有一定的困难，这也对大量生产微带天线必定会有影响。
微带天线具有许多局限性，对天线的制造和今后的发展都会有一定的限制。现在，可以利用多种方法去改善微带天线的有关性能，其中包括微带天线的宽带、多频、高增益。其中，能够在贴片上加介质层，但是介质层同时也要有点厚度，这样就能够在任何角度上得到比较高的增益。
1.3天线的应用及发展
全向天线是微带天线的第一个应用，主要是在火箭上共性的。如今许多的电子设备都应用它，都是那些宽广频域上的无线电设备中。相比于一般的天线，性能还有所欠缺，但是在某些特定场合也被最先考虑了，例如低剖面辐射器。天线在今后的发展会更加迅速，应用也会更加广泛，主要是由于微带天线它所具有的性质比较适合应用，虽然缺点也有很多，但是现在正在被一一攻克。