微带渐变缝隙天线综述
【摘要】随着无线通信系统的广泛应用，各种信息传输技术也迅猛发展。天线作为无线通信系统中的重要部件，其性能的优劣直接关系到整个系统的通信质量。同时无线通信系统对应用于其中的天线提出了宽频带、多频段和圆极化高增益等要求，体积小、剖面低且可集成化程度高的微带缝隙天线正好满足现代无线通信系统发展的要求与趋势，所以微带缝隙天线的研究具有重要意义，且平面微带缝隙天线由于具有剖面低、易于制造、易于集成等优点而使其成为设计和应用的热点。本文围绕宽频带、渐变式、馈电、高增益、小型化等方面的微带渐变缝隙天线展开研究，对微带渐变缝隙天线的实现方法和设计原理做了总结。
【关键词】微带缝隙天线 渐变式 宽频带 馈电 高增益 小型化
【Abstract】With the widespread application of wireless communication systems, various information transmission technologies have also developed rapidly. Antenna is an important part of wireless communication system, the merits of its performance is directly related to the overall system of communication quality. At the same time, the wireless communication system puts forward the requirements of broadband, multi-band and circularly polarized high gain for the antenna. The microstrip slot antenna with small size, low profile and high degree of integration can meet the requirements of modern wireless communication systems Therefore, the research of microstrip slot antenna is of great significance. And it has become a hotspot in design and application due to its advantages of low profile, easy manufacture and easy integration. This paper focuses on the research of microstrip slot antenna in broadband, gradient, feed, high gain and miniaturization. The realization method and design principle of microstrip slot antenna are summarized.
【Keywords】Microstrip slot antenna ; Gradient ; Broadband ; Feed ; High gain ; Miniaturization
1 引言
微带天线的概念早在1953年就由G.A.Dcschamps教授提出，在20世纪50年代至60年代的近20年里，对此只有少量的研究。直到20世纪70年代初期，微带传输线理论模型和敷铜介质基片光刻技术发展之后，才制造出一批具有多种设计结构的微带天线。缝隙天线的概念最早是由H.G.Booke:在1946年提出的，同微带天线一样最初没有引起人们的注意。缝隙天线可以很容易地通过同轴电缆馈送能量，同样可以用波导进行馈电实现朝向平板单侧的辐射，还可以在波导壁上切割出波导缝隙阵列。缝隙开在导电平板上，称为平板缝隙天线;开在圆柱面上，称为开缝圆柱天线。波导缝隙阵天线具有高性能、低损耗和高辐射效率等较多突出优点，从而得到了广泛应用:然而平板缝隙天线由于损耗较大，功率容量较低，效率不高，导致发展缓慢。到1972年，Y.Yoshimura[1]明确提出微带馈电缝隙天线的概念，进行了以中心频率为10GHz缝隙天线的研究，制作了天线实物;1986年D.M.Pozar[2]提出一种互易理论来分析缝隙耦合及印制缝隙天线;1998年J.P.Kim[3]等人提出了倾斜偏中心馈电的微带缝隙天线的网络模型等都是较为具有代表性的研究成果。
近年来，宽频带、小型化、高增益仍然是微带缝隙天线的研究热点。2007年李鹏程、何国瑜[4]二人设计了一种新型超宽带平面渐变缝隙天线,采用微带线到缝隙线过渡的馈电方式制作在微波介质基片上。张俊文、钟顺时[5]二人提出了一种新颖的V形微带缝隙天线。2009年张任、张中雷、韩轶凡[6]三人设计了一个工作在X波段渐变微带缝隙天线，通过在缝隙的一端刻蚀的渐变结构对电磁波引向，使天线单元达到一定增益。
综合来看，微带缝隙天线具有体积小、剖面低、重量轻、成本低、加工容易、可与载体共形安装以及易于实现宽带、多频以及圆极化工作等众多的优点。同时再结合通信系统的小型化、轻型化的发展趋势和需求，微带缝隙天线在移动通信领域的应用具有很强的吸引力。研究宽带、多频以及高增益小型微带缝隙天线有着极大的社会需求和良好的市场前景和应用前景。
