分析微帶天線的方法

A. 如何學習微帶天線

先在網上搜索你要做的微帶天線，肯定有許多類似的結構，找到相關資料看看，重點關注駐波比、輻射方向性、極化、帶寬這些基本指標，然後不懂的名詞就直接網路，這樣你幾天後就了解了。
模擬工具就直接買本書，然後自己在電腦上安裝軟體，模擬幾個天線結構，然後就OK了。
也可以到52rd論壇上下載別人的天線結構，自己模擬。
那些邊界條件、源什麼的設置知道怎麼設置就可以了，不需要很懂。
然後就開始畢業設計吧！
選擇這個題目，對將來找工作非常好，你會收獲很多的！現在在社會上和生活中，射頻、天線這方面的知識是很需要的！

B. 微帶天線的相關內容

應用分析與設計方法
應用情況
微帶天線具有小型化、易集成、方向性好等優點，因此其應用前景廣闊，尤其可在無線電引信上積極的推廣與應用。現以國外某型炮彈引信為例，簡要說明微帶天線在引信上的分析與設計。該引信是—調頻體制引信，天線部分由頭部的塑料封帽、微帶貼片和金屬底板組成，安裝在彈體頭部。該天線在電流不連續點形成等效磁流源，靠改變各磁流的位置，可改變天線的方向性。
饋電方式與阻抗
矩形微帶天線的饋電方式基本上分成側饋和背饋兩種。不論那種方式，其諧振輸入電阻Rin很大，為使Rin與50Ω饋電系統相匹配，則阻抗變換器是不可少的。為實現匹配，輸入阻抗的大小必須知道。整個微帶天線的輸入導納可看作是一個縫的導納，經長度為L的低特性阻抗傳輸線變換後，再與另一個縫的導納並聯，諧振狀態其輸入電納為零，輸入導納等於兩倍的輸入電導Yin-2G∑〃
當Wλ時，
G∑〃=w2/90λz
其值通常比微帶傳輸線的特性導納小很多，接近開路狀態，因此限制了天線的阻抗頻帶。為了使頻帶加寬，可增加基片的厚度，減小基片的εr值，以使特性導納降低；再增加W使輻射電導提高。由上式可見，方向函數由兩個因子組成，其中一個sinθ即基本磁陣子的方向函數；另一個就是長度為L的等幅同相連續陣的陣因子。
矩形微帶天線單元的輻射就等於上述裂縫組成的間距為L的二元陣的輻射。如圖3所示二元陣本文轉自微波模擬論壇
天線的輻射場為 ，r是微帶中心到場點的距離。
由於hλ，故F2(θ,φ)≈1
同樣
(4) 由上式可見，若φ=0，則此平面上僅有Eθ分量，故此平面為E面；而在φ=90°平面，Eθ=0，僅有Eφ分量，故為H面，這是與波傳播方向垂直的平面，最大輻射方向在θ=0即z軸。這是因為激勵二元陣的特點。
該型炮彈引信微帶天線採用側饋方式，在製作側饋的矩形微帶天線時，可按下述方法實現匹配：將中心饋電天線的貼片同50Ω饋線一起光刻製作，實測其輸入阻抗並設計出匹配變換器，然後在天線輻射元與微帶饋線間接入該變換器就做成所需的天線。
輻射模型
圖4所示為該型天線式樣
圖4某型引信微帶天線
由實地測量、試驗等方法，可得出其εr,f0,h,W,L,並由上述公式得出微帶天線εe,λg,Z0。以傳輸線理論分析方法為依據，用等效磁流的觀點建立模型。同時根據電壓波形考慮微帶兩開口端輻射，以及兩轉折彎頭的輻射，給出各不連續處的電場，得到磁流的大小與方向。由於金屬底板的反射，用鏡像的原理得其相應的場源分布情況。微帶天線上各處輻射情況如圖5所示。
圖5該型微帶天線的輻射模型
定量分析方法
由天線輻射原理模型可以看出，共有6對磁流源，y軸平行排列著Im6Im′6，Im1Im′1，Im3Im′3，Im5Im′5，x軸軸向排列有Im2Im′2，Im4Im′4等。求解總輻射場時，可看作是這5個二元縫陣輻射場的疊加。圖5中所標的字母Im1，Im2，Im3…等，是以Im1點為參考所作的歸一化，用來表示各輻射點電場幅值的大小；另外用β1，β2，β3表示Im3，Im5，Im6點電壓相位滯後於Im1點的數值。這些數值的獲取是通過對微帶貼片的實際測量，代用公式求得微帶上傳輸波的波長並求得相應的波形，這樣各點相位滯後情況就可知道，代用式(1)便可求出各點的等效磁流的大小。由於測量的誤差，勢必造成計算結果的失真，嚴重時，可能導致所得到的天線參數與實際情況背離很遠。針對上述輻射源排列，現簡單的作一探討，列出其輻射方程，供大家討論。該情況下，天線方向圖的E面、H面上有水平和垂直兩種極化方式。求解時單獨考慮。
(1)φ=90°平面上，Im1-Im′1，Im6-Im′6，Im3-Im′3，Im5-Im′5組成的輻射陣，在該面上只有Eφ分量，Im2-Im ′2，Im4-Im′4組成的輻射陣，則只有Eθ分量。所以存在兩種極化方式。公式如下：上述式(5)、(6)、(7)、(8)描述了該型微帶天線輻射的情況。C語言編程實現該過程。由模擬出的方向圖可以較清楚地看到，φ=90°平面即垂直於彈軸的赤道面上，天線的方向圖呈兩個8字型，一個為豎8字型，一個為橫8字型，這一點與實測的天線方向圖相符合。φ=0°平面即平行於彈軸的子午面上，水平極化為一前傾的半圓形，這與實際也相符，但是垂直極化的方向圖與實測的方向圖不夠符合。其原因與尺寸測量誤差有關。
改變介質板的厚度，介電常數，微帶貼片的寬度等，就從根本上改變了微帶傳輸線上的波形(傳輸波長λR與上述參數有密切的關聯)。從對方向圖影響的角度來看，赤道面上影響不大，但在子午面上影響明顯，前傾的半圓形可能會變成橫8字型(當然這是在保證天線尺寸不變的情況下)。
微帶天線

C. 微帶天線的軸比如何分析以及方向圖如何分析，和反射系數（根據圖分析）

反射系數S11和S21，一個是回波損耗，一個是輸出損耗。S11越小越好，S21越大越好！

D. 微帶天線的介紹

微帶天線（microstrip antenna）在一個薄介質基片上，一面附上金屬薄層作為接地板，另一面用光刻腐蝕方法製成一定形狀的金屬貼片，利用微帶線或同軸探針對貼片饋電構成的天線。微帶天線分2 種：①貼片形狀是一細長帶條，則為微帶振子天線。②貼片是一個面積單元時，則為微帶天線。如果把接地板刻出縫隙，而在介質基片的另一面印製出微帶線時，縫隙饋電，則構成微帶縫隙天線。

E. 微帶天線的簡介

結構與分類
微帶天線是近30年來逐漸發展起來的一類新型天線。早在1953年就提出了微帶天線的概念，但並未引起工程界的重視。在50年代和60年代只有一些零星的研究，真正的發展和使用是在70年代。常用的一類微帶天線是在一個薄介質基(如聚四氟乙烯玻璃纖維壓層)上，一面附上金屬薄層作為接地板，另一面用光刻腐蝕等方法作出一定形狀的金屬貼片，利用微帶線和軸線探針對貼片饋電，這就構成了微帶天線。當貼片是一面積單元時，稱它為微帶天線；若貼片是一細長帶條則稱其為微帶振子天線。圖1所示為一基本矩形微帶天線元。
長為L，寬為W2的矩形微帶天線元可看作一般低阻傳輸線連接兩個輻射縫組成。L為半個微帶波長即為λg/2時，在低阻傳輸線兩端形成兩個縫隙a-a和b-b，構成一二元縫陣，向外輻射。
另一類微帶天線是微帶縫隙天線。它是把上述接地板刻出窗口即縫隙，而在介質基片的另一面印刷出微帶線對縫隙饋電。
按結構特徵把微帶天線分為兩大類，即微帶貼片天線和微帶縫隙天線；按形狀分類，可分為矩形、圓形、環形微帶天線等。按工作原理分類，無論那一種天線都可分成諧振型(駐波型)和非揩振型(行波型)微帶天線。前一類天線有特定的諧振尺寸，一般只能工作在諧振頻率附近；而後一類天線無諧振尺寸的限制，它的末端要加匹配負載以保證傳輸行波。
微帶天線的性能
微帶天線一般應用在1～50GHz頻率范圍，特殊的天線也可用於幾十兆赫。和常用微波天線相比，有如下優點：
(1)體積小，重量輕，低剖面，能與載體(如飛行器)共形
(2)電性能多樣化。不同設計的微帶元，其最大輻射方向可以從邊射到端射范圍內調整；易於得到各種極化
(3)易集成。能和有源器件、電路集成為統一的組件。
微帶貼片形狀
貼片形狀是多種多樣的，實際應用中由於某些特殊的性能要求和安裝條件的限制，必須用到其他形狀的微帶貼片天線。例如，國外某型炮彈引信天線要求半球覆蓋的方向圖，即E面和H面方向圖在端射方向()的電平也要求在半功率電平以上，而規則的矩形或圓形貼片無法滿足。因此，為使微帶天線適用於各種特殊用途，對各種幾何形狀的微帶貼片天線進行分析就具有相當的重要性。

F. 微帶天線的分析

微帶天線進行工程設計時，要對天線的性能參數(例如方向圖、方向性系數、效率、輸入阻抗、極化和頻帶等)預先估算，這將大大提高天線研製的質量和效率，降低研製的成本。這種理論工作的開展，帶來了多種分析微帶天線的方法，例如傳輸線、腔模理論、格林函數法、積分方程法和矩量法等。用上述各種方法計算微帶天線的方向圖，其結果是一致的，特別是主波束。本部分將對一般的矩形微帶天線進行分析討論，為特殊形狀要求的微帶天線做好理論分析基礎。利用傳輸線模式分析微帶天線是比較早期的方法，也較簡單，其精確度可以滿足一般工程設計要求。以下將用傳輸線法如圖1所示的基本矩形微帶天線元為例，說明它的工作原理與主要電參數。
物理模型
傳輸線方法的基本假設：(1)微帶片和接地板構成一般微帶傳輸線，傳輸准TEM波。波的傳輸方向決定於饋電點。線段長度取1≈λg/2，λg為准TEM波的波長。場的傳輸方向是駐波分布，而在其垂直方向(圖中的寬度W方向)是常數。(2)傳輸線的兩個開口端(a-a，b-b)等效為兩個輻射縫，長為W，寬為h，縫的徑場為傳輸線開口端場強。縫平面看作位於微帶片兩端的延伸面上，即是將開口面向上折轉90度，而開口場強也隨之折轉。
輻射原理分析
微帶天線中有一維的尺寸遠遠小於波長，因而天線剖面很低(天線薄)，有利於共形設計保證優良的空氣動力特性。圖1所示的長為L，寬為W2的矩形微帶天線元可以看作一般的傳輸線連接兩個輻射縫組成。低特性阻抗的傳輸線是由微帶饋線擴展其寬度W1為W2而成，其長度L為半個微帶波長，即λg/2。在低阻傳輸線兩端形成兩個縫隙(a-a，b-b)，那裡的電場分解為兩個分量，其中En與接地板垂直；另一個與接地板並行，記作E1〃，由於L=λg/2，垂直分量反相，平行分量同相，因此在垂直於輻射源的方向上，水平分量有最大輻射分量，而垂直分量相互抵消。試驗表明，電場的水平分量在輻射源的兩個端部，各向外延伸一個介質板厚度h的長度內存在。這樣就可近似認為微帶天線元的輻射等於兩個長度為W2，寬度為h，間距為L的裂縫組成的二元陣的輻射。
圖2表示其中一個裂縫的幾何關系。
圖2單裂縫的坐標關系
裂縫平面與接地面平行，裂縫受水平電場Ey的激勵。Ey沿裂縫是均勻分布的(即沿x均勻分布)。裂縫的激勵場Ey可以等效為沿x方向的磁流。磁流密度，其中為裂縫面的法向單位矢量(沿z方向)。考慮接地板的反射影響，則源的磁流密度，由於裂縫寬度h<<λ，所訣y沿y方向也是常數，故相應的磁流Im可寫為於是裂縫的輻射就等效為磁流強度Im相同的一系列磁基本陣子沿著x軸排列的連續陣的輻射。將磁基本陣子的輻射場沿裂縫長度W積分，就可以得到其遠區輻射場為
微帶線特性參數
特性阻抗；傳播波長；傳播常數
式中εe為等效相對介電常數,εr為介質板介電常數。
空氣微帶天線特性阻抗Z0