HFSS单馈紧凑型圆极化天线研究+文献综述(5)
积分方程法与腔模理论的基本立足点不同，它讨论的是开放的空间，积分方程法是以开放空间中的格林函数为基础的，因此基本方程是严格的。由于严格的格林函数要在谱域展开(空气微带天线例外)，因此求解积分方程有较大的难度和计算量。通常是通过格林函数作积分计算，然后用矩量法求解得到表面分布电流，再由表面电流求出微带天线的输入阻抗与远场和近场等参数。这种方法计算量大，同时也是最精细的方法。
2.2.4 其他方法
最后，有限元法作为一种数值方法值得注意，它和分域基函数矩量法一样，不受天线形状的限制。它和矩量法一样，也应用了变分原理，并且形式更为直接。但是，有限元法所设计的场量、单元和基函数的选择乃至表达式都和矩量法不同。由于它的选择，得到的代数方程矩阵是稀疏矩阵，并且矩阵元素易于计算，这是有限元法[22]的突出优点，但是它只能得到纯数字解，这是它的一个主要缺点。
由于对于绝大多数工程应用来说，简单的传输线法和腔模理论得出的结果已经令人满意，所以本文的就是结合传输线法和腔模理论，对所研究的圆极化微带天线进行理论分析和设计。
2.3 微带天线的馈电方法
馈线的设计对于天线来说至关重要，因为从发射机到天线以及天线到接收机都是靠馈线来实现的。微带贴片天线的馈电共有4种基本技术，包括边沿馈电、探针馈电、口径耦合及临近耦合。其中，前两种称为直接法，后两种称为非接触法。一些正在研发的馈电技术如L形探针，其实是探针和临近耦合的混合形式。各种馈电法[4]的特性如下。
2.3.1 探针馈电贴片
微带贴片天线的另一种最早的激励方法是时20世纪70年代中期提出的探针馈电。探针或馈电针通常是同轴线的内导体，因此探针馈电一般指同轴线馈电。将探针插入到底层与贴片导体相连，一般焊接在上面。通过探针的位置来控制阻抗与边馈贴片的插入馈线类似。因为传输线与贴片天线直接接触，探针馈电被认为是直接接触激励的一种。
探针馈电贴片具有几个重要的优点。第一，馈电网络通过一个接地面与辐射部分分离，这个特性使得它可以分别对每一层进行优化;第二，在所有的激励方法中，探针馈电有可能是最有效的，因为馈电机制直接与天线接触，并且馈电网络的大部分与贴片隔离，从而使虚假辐射最小。虽然探针馈电方式在连接方面比较复杂，但是其高效性仍然使它应用广泛。
2.3.2 边沿馈电贴片
边沿馈电技术是微带贴片天线最早的一种激励方法。一般情况下，微带馈线与贴片的一条辐射边接触，它具有其他的馈电技术不具有的几个优点。因为馈电单元和贴片可以蚀刻在同一块板上，故一个主要优点是制造工艺简单，因此大多数平面阵都采用边馈技术。这种方式很容易控制输入阻抗水平：通过简单的将馈线插入贴片导体，当馈线和贴片的接触点位于贴片的辐射边时，谐振阻抗可以调谐为高达150Ω～250Ω。而当接触点位于贴片的中心时下降为只有几个欧姆。
当采用较薄的材料时，边沿馈电贴片具有简单的形式，因而容易建模，此时可以采用简单的传输线模型来估计天线的输入阻抗。然而当采用较厚的材料时，性能就没有那么直观了。这是因为不连续点处的电流分布与微带线和贴片天线的接触点是相应的。如果基板采用高介电常数材料时，表面波效率很低，寄生辐射相对也较高，因为馈电网络与天线没有分开。
2.3.3 口径耦合贴片
由于直接接触式馈电技术的缺点，即其内在的窄带宽和不利的表面波效应，所以引进了非接触机制。第一种就是口径耦合贴片。图2.3.3.1给出了这种天线的结构示意图。