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微带天线的设计和阻抗匹配微带天线的设计和阻抗匹配微带天线的设计和阻抗匹配微带天线的设计和阻抗匹配摘要：讨论了矩形微带天线工作原理、结构及其应用。介绍了设计中心频率为800MHz矩形微带天线的整个流程,首先根据矩形微带天线设计公式计算出天线参数，然后在Ansoft公司的仿真软件HFSS中建立天线模型并对其仿真，通过调整天线模型得到最佳的天线参数使天线特性符合设计要求，最后利用Agilent公司的微波电路仿真软件先进设计系统ADS设计了微带天线的匹配网络。1引言微带天线现已广泛应用于100MHz~100GHz的无线电设备中,他是由导体薄片粘贴在背面有导体接地板的介质板上形成的天线。导体薄片称为辐射元，辐射元的形状可以是方形、矩形、圆形和椭圆形等。微带天线形状如图1所示，其馈电方式有两种：一种是微带馈线又称侧面馈电，另一种是同轴馈线又称背馈，如图2所示。本文设计一种中心频率为800MHz的矩形微带天线(辐射元为矩形)，馈电方式选为中心侧馈。2矩形微带天线的分析2.1用传输线模型分析法分析矩形微带天线的辐射原理设辐射元的长为L,宽为W,介质板的厚度为h,现将辐射元、介质板和接地板视为一段长为L的微带传输线,在传输线的两端断开形成开路。根据微带线理论,介质板厚度h,场沿h方向均匀分布。在最简单的情况下,场沿宽度W方向也没有变化,而仅在长度方向(Lλ/2,λ为介质内波长)有变化。在两开路端的电场均可以分解为相对于接地板的垂直分量和水平分量,两垂直分量方向相反,水平分量方向相同,因而在垂直于接地板的方向，两水平分量电场所产生的远区场同相叠加,而两垂直分量所产生的场反相相消。因此,两开路端的水平分量可以等效为无限大平面上同相激励的两个缝隙，缝的电场方向与长边垂直,并沿长边W均匀分布。缝的宽度为Δlh,长度为W,两缝间距为Lλ/2。所以,微带天线的辐射可以等效为由两个缝隙所组成的二元阵列。2.2矩形微带天线的设计公式设贴片长度L，贴片宽度W，介质板厚度h，介质板的长度LS和宽度WS，介质的相对介电常数εr，有效介电常数εe，c是光速，fr是中心频率，λg为介质内波长，λ0为自由空间波长，延伸量Δl。