HFSS毫米波微带天线设计(3)
断深入完善。近年来出现的口径耦合分层微带贴片天线（ASP 天线） 、光子带隙结构微带天
线（PBG ）以及微机械加工微带天线都是热门的研究方向。
2002 年，由 Mingyi Li 等研制了工作在毫米波频段的使用双波束进行扫描的新型微带贴
片天线阵列[5]
，通过控制扫描频率，利用二者之间的一一对应关系对扫描波束进行控制，频
率发生变化时，传输在介质镜像线中电波的波速发生变化，进一步导致各个阵元之间的相位
差变化，从而主瓣指向也就发生了变化。双波束的产生是通过加工测量工作于Ka 波段的 12
个单元的贴片天线阵列，利用单双两种不同的馈电结构进行馈电来产生双波束，均得到了良
好的实验结果。 又如， Abbas Abbaspour-Tamijani 等在 2003 年所进行的一项平面相控阵研究[6]
，
采用了新型的馈电和布局方式使得结构简易并且表现优异。具体来说则是一种阵法采用子阵
交错排列的方式，馈电端采用串并联共同馈电，以此来获得所需的天线性能。设计出的天线
阵列副瓣较低，双波束可由频率控制，结构清晰明了，同时这一阵列还可以利用不同馈电方
式的组合实现对三种波束状态进行切换。
2002 年，R.B.Waterhouse 对采用分层贴片探针作为馈电源的天线阵列的频域特性和带宽进行了研究[7]
。实验表明，当分层天线下层介质基片的介电常数比较高，如 10 时，并且上
层介质基片 较小时，可以在 45 ± °的扫描范围内得到 25％的带宽。这类天线可以应用于汽
车防撞雷达中。2003 年，A.Garrod制作并测试了一种工作频率为77GHz的四元串馈阵列[8]
，
测得该阵列在 E面的半功率波瓣宽度大约为 20°，带宽在 2.5％附近（满足VSWR ＜2） ，该
雷达同样具有简易的构造和优良的天线性能，也被用于汽车防撞雷达中。
有时候由于条件要求天线在收发端具有高度的集成性， 对其的单片化研究也就应运而生。
双频微带天线就是在这一集成化要求的条件下研究出来的。除此之外很多学者也对这一方面
进行过研究。早在 1981年，F.Lalezari 就成功研制过一种能在两个不同正交极化方向上工作
的天线，能够满足信号的收发同步处理[9]
。这得益于它的馈电设计，针对性的布局完美的避
开了可能导致的线路交叉问题，同时还能抑制在这一过程中馈线所受到的杂散波辐射。除此
之外，耦合馈电的理论也是简化设计的有效方法。如C.Eswarappa 等在 2004 年研制过一种
24GHz 的单片集成收发天线阵列[10]
，采用的就是这样的处理方法。这个试验中还意外证明了
当存在周期滤波器时，可以实现增大天线的隔离度。在同样的阵元间距中加上周期滤波器后，
收发隔离一般可以改善了近15dB～25dB 。
多径效应是天线研究中另一个需要处理的问题。得益于对这一效应良好的抑制性，圆极
化天线的研究也是当今世界天线研究者研究的热点方向之一。九十年代中期，John Huang 研
制过一种工作于Ka 波段的圆极化高增益天线阵[11]
，并且在对天线作圆极化处理的过程中发
现，如果在给单个的天线贴片采用单馈方式进行馈电时，整个馈电网络的差损会有一个明显
的减小，巧合的是这样的馈电方式有刚好能够满足圆极化天线的带宽要求。进一步研究又发
现，如果采用串并联混合馈电的方式进行馈电的话，插损还将会有明显的减小[12]
。测试结果
显示，当中心频率为32GHz 的时候，天线增益达到28dBi，带宽为中心频率的 6.3％也就是
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