微带（贴片）天线

矩形微带天线：

贴片、传输线和gnd通常是铜等金属材料。εr介质的介电常数是介质的厚度h，通常远小于工作波长，但不小于0.025λ，否则会影响天线效率。

微带天线的工作频率由L决定，有以下公式:。这表明微带天线的L尺寸应该是工作波长的一半(在介质中)。

微带天线的输入阻抗由宽度W决定，W增加会增加天线的带宽，减少输入阻抗。通常是50 Ohms微带天线的输入阻抗宽度会很大。

宽W也影响辐射场：

辐射场幅度：

方向：约5-7dB。

边缘场效应(原因)：

上图为1000工作频率MHz微带天线的实际工作频率小于100MHz，这是由于边缘场效应引起的有效长度增大，这也是微带天线辐射的原因。通常在设计微带天线时会适当缩小其L来达到谐振频率。

此外，微带天线的带宽非常窄，矩形微带天线的带宽通常为3%

微带天线的辐射由边缘场效应解释：

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微带天线末端电流为0，等效为开路传输线，反射系数为1，微带天线末端电压为0V ，馈入端电压为V-，此时微带天线和gnd如上图所示，在微带天线边缘，辐射场先进入自由空间，再进入介质，从而增加了天线的有效长度，这就是边缘场效应。虽然电流也在边缘产生，但gnd负电流等量，相互抵消，这也可以解释为什么微带天线可以辐射，而微带传输线不能辐射。由此可见，微带天线的辐射场是由电压产生的，而不是偶极子天线中电流分布产生的。

微带天线设计中的边缘场效应trade-off：微带天线的辐射是由边缘场效应产生的，因此较小的介质介电常数对应较大的边缘场效应，更有利于微带天线的辐射。然而，对于微带传输线，通常需要较大的介质介电常数来降低其边缘场效应。

微带天线的馈入方式：

（1）Inset Feed：上述微带天线的输入阻抗较高，因此修改输入阻抗以减少输入阻抗以实现匹配。由于中心半波长微带天线电流大，阻抗小，馈入点靠近中心，如下图所示：

移动馈入点R将产生正弦分布的电流pi*R/L有以下输入阻抗：Zin(0)是输入阻抗的输入阻抗。R=L/4，则Zin=1/2Zin0。

(2)输入阻抗的转换可以通过四分之一波长传输线实现:

输入阻抗变换公式：ZA输入阻抗为天线。输入阻抗可由Z1进行调整，Z1波长传输线的宽度可控制在四分之一的大小，微带线越宽，其特征阻抗越低。

（3）Coaxial Cable or Probe Feed：

如下图所示，同轴电缆可从天线下部进入gnd接入下面，中心部分接到贴片天线。

当介质层很厚(等于工作波长)时，这种方法会引入其他电感值，同轴电缆的辐射也会影响结果。

(4)耦合(非直接)馈入:

以上三种输入方法可以修改如下，不直接接触传输线和天线，以提高设计的自由度。同时，间隙将在馈源中引入电容器，以抵消探头馈源中增加的电感。

（5）Aperture Feeds：

在gnd上打小孔馈入，贴片天线和gnd之间的介质有较小的介电常数，下方的介质有较大的介电常数。该方法的缺点制造比较复杂。

选择微带天线设计中的参数：

根据以上，微带天线的主要参数是W，L，介质介电常数εr和介质厚度h。

其中，控制天线的谐振频率，上面已经给出了关系。

W影响输入阻抗和辐射方向图的选择，W越大，输入阻抗越低。

介质介电常数εr天线边缘场效应越小，辐射效果越好，天线的带宽和效率也会增加。εr会增加输入阻抗。

但是，更大的εr它可以使天线尺寸更小。例如，在移动天线设计中，由于空间有限，通常会选择更大的εr减小天线的尺寸。

增加介质厚度可以提高天线的带宽和效率，但也会引入其他波干扰性能

影响天线带宽的因素：