HFSS毫米波微带天线设计(4)
2GHz ，3dB主板宽度为4.5°和 5.7°，回波损耗小于-23dB，旁瓣抑制为 12dB，交叉极化抑
制为18dB（AR ＜2dB） 。
1998 年，R.H.Rasshofer 等对工作于 W波段的微带天线单元进行了相关研究并研制出了
工作频率为76GHz的双贴片微带整流天线[13]
，该天线采用圆极化。它的两片贴片单元工作坐
在差模模式，能够对天线产生的杂散辐射进行有效抑制，一般也能够用于汽车防撞雷达中。
1.2.2 国内对毫米波微带天线技术的研究
国内在毫米波微带天线领域的研究起步较晚，总的来看在进入二十世纪九十年代之前都
属于萌芽状态，九十年代后才真正开始发展。最早的研究工作是在 1991 年，由中国天线方面
的著名学者刘克成等，就军用武器精确制导所需要的 8mm 平面微带天线阵列作相关研究工作，并提出了两种基本形式的天线阵列模型[14]
。此后，华东理工大学的方大纲等对同为 8mm
波段的微带天线进行了 8×8 矩形列阵[15]
，对这一类型的天线阵列关系做了进一步的探索。
1995 年北京理工大学的刘瑞祥和丁世昌对频率为33GHz ～35.5GHz 的微带单元进行了在单
独工作状态下和不同列阵模式下的测量分析和研究[16]
。在此之后，对微带天线的研究都只限
于简单的组阵和优化，并没有突破性的研究结果问世。
1.3 设计毫米波微带天线应该考虑的问题[17]
微带天线性能优良，应用范围广泛，但是在不同环境的要求下某些参量需要特别注意，
以方便充分发挥毫米波频段微带天线的优势。 因此在设计过程中需要特别留意以下一些方面：
（1） 表面波的损耗。在毫米波频段的表面波损耗一般不能随意忽略，特别是当基片较
厚时，表面波损耗变大，随之带来的表面波问题更为凸显，为避免对天线性能产生影响，
需要考虑表面波损耗的处理问题。
（2） 馈线损耗和杂散辐射问题。这个问题在并馈系统中尤为突出，因为各个单元的馈
电微带线都比较长且绕行在各个天线单元之间，对天线性能会产生一定的影响。一般在
设计较高频率范围的天线时，需要考虑馈线损耗和杂散辐射带来的影响。
（3） 加工精度要求。毫米波的高频率短波长决定了天线的贴片单元面积较小，同时也
会使与贴片大小紧密相关的馈线很窄，在30GHz ～100GHz 的频率范围内工作时馈线宽
度通常可能只有零点几个毫米，可见天线对于工艺水平的要求是相当高的。
（4） 互耦的影响的抑制。贴片天线阵列各个阵元间的能量能够以辐射波的形式通过空
间或介质板表面发生耦合，极大的影响天线方向性能，带来不能忽视的误差。一般在耦
合电平大于-20dB 的情况下，就要特别考虑互耦效应对天线的影响。
（5） 阵列大小。当天线阵列较小时，天线偏重获得高效率和良好的方向性，阵元数比
较多时，主要是为了得到好的方向增益。同时大阵列会带来很高的馈电损耗。这个需要
由设计者自行斟酌。1.4 本文主要内容
第一章 引言
主要论述了毫米波微带天线的发展史以及一些重要实验的时间节点，对比了国内外
的发展情况以及近年来的发展趋势，对设计天线的要点进行了说明。
第二章 微带天线的基础知识
介绍了微带天线的主要参数、天线的主要分类标准以及代表类型，简述了微带辐射
器的工作原理，对分析微带天线的几种思路也进行了简要概述。第三章 微带天线的设计仿真单元
详细说明通过 HFSS 对微带天线进行设计和仿真的每一个步骤，包括环境设计、数
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