利用特征模理论设计微带天线

传统的扩展微带天线带宽的方法包括引入L型探针结构馈线（相当于加入电感实现LC谐振结构），添加寄生单元以及加载超材料结构等。这些方法均增加了天线结构的复杂程度，进而为其工程化应用带来难度。但是，除去上述方法以外，也可以通过激励单天线的各个模达到相同的效果，且设计出的天线具有结构简单（单个贴片、单层介质）、稳定性强、低剖面、宽带（降低Q值）、低损耗（非多层结构）等诸多优点。

要想实现单天线的多模激发，需要在阻抗特性调控和辐射特性调控两个维度进行仿真与设计。在CST中进行特征模仿真时，需要完成天线的贴片布局，以及缝隙和短路柱等，而不需要加入馈电的部分。随后通过观察电流、磁流分布进行进一步优化。要想在指定频带内得到需要的模式，在激励相应模式的同时还需要抑制其他无关模式或将无关模式移至带外。

在贴片上开槽会让模式向高频移动，在贴片上加载短路柱会让模式向低频移动，且短路柱的数量和直径会对仿真结果有显著影响。增加外部贴片大小，模式的强电流将从中心向超表面的边缘移动。馈电点的位置会影响磁流的方向。

1、不同厚度的pcb板和介质肯定对天线有影响，只是影响的大小会不会超出你所要求的范围你要计算之后才能确定。

2、第二点理解的不是很清楚。

3、线宽、线距、线路的铜厚、介质层厚、介质层介电系数等都对阻抗有影响。

常规来说，介质层厚与阻值成正比，铜厚与阻值成反比，线宽与阻值成反比，两线之间的线距与阻值成正比（指叉分阻抗线之间线距），与线路之上的绝缘漆的厚度成正比。

以上只是大致关系，如要精确论述，还要考虑阻抗是单线还是叉分，是共面还是非共面等等与阻抗相关联的因素。

以上文字希望对你有帮助。

天线和馈线的连接处称为天线的输入端或馈电点。对于线天线来说，天线输入端的电压与电流的比值称为天线的输入阻抗。对于口面型天线，则常用馈线上电压驻波比来表示天线的阻抗特性。一般，天线的输入阻抗是复数，实部称为输入电阻，以Ri表示；虚部称为输入电抗，以Xi表示。天线的输入功率Pi可以表示为

式中|Ii|为天线输入端的峰值电流;R是以输入端电流为参考的辐射电阻

式中Pr为天线的辐射功率；R0是以输入端电流为参考的欧姆损耗电阻

一段载有均匀电流、长度l远小于工作波长λ的理想偶极天线称为电流元。它的辐射电阻Rr很小

天线的输入电抗表征储藏在天线近区场中的功率。电尺寸远小于工作波长的天线,其输入电抗很大,例如短偶极天线具有很大的容抗；电小环天线具有很大的感抗。直径很细的半波振子输入阻抗约为731+j425欧。在实际应用中，为了便于匹配，一般希望对称振子的输入电抗为零，这时的振子长度称为谐振长度。谐振半波振子的长度比自由空间中的半个波长略短一些，工程上一般估计缩短5％。谐振半波振子的输入阻抗约为70欧。

口面型天线的阻抗特性用馈线上某点的电压驻波比或反射系数来表示。当反射系数为零、驻波系数为 1时，称作匹配。

天线的输入阻抗与天线的几何形状、尺寸、馈电点位置、工作波长和周围环境等因素有关。线天线的直径较粗时，输入阻抗随频率的变化较平缓，天线的阻抗带宽较宽。

一个彼此靠近的很多个单元天线组成的辐射系统称为天线阵，天线阵中各单元之间以一种复杂的方式相互作用，这种现象称为互耦，其结果使各单元天线上的电流不仅与本身的激励有关，而且与相邻天线上的电流有关。在N元天线阵中，任一单元的输入阻抗为

式中Vn、In分别是第n个单元输入端的电压和电流；Z是当其余单元为开路时第n个单元的自阻抗;Z是第n个单元和第m个单元之间的互阻抗。互阻抗的定义是

式中i是除了m以外的各单元序号。由互易定理可知Z=Zmn。

研究天线阻抗的主要目的是为实现天线和馈线间的匹配。欲使发射天线与馈线相匹配，天线的输入阻抗应该等于馈线的特性阻抗。欲使接收天线与接收机相匹配，天线的输入阻抗应该等于负载阻抗的共轭复数。通常接收机具有实数的阻抗。当天线的阻抗为复数时，需要用匹配网络来除去天线的电抗部分并使它们的电阻部分相等。

当天线与馈线匹配时，由发射机向天线或由天线向接收机传输的功率最大，这时在馈线上不会出现反射波，反射系数等于零,驻波系数等于1。天线与馈线匹配的好坏程度用天线输入端的反射系数或驻波比的大小来衡量。对于发射天线来说，如果匹配不好，则天线的辐射功率就会减小，馈线上的损耗会增大，馈线的功率容量也会下降，严重时还会出现发射机频率“牵引”现象，即振荡频率发生变化。

对口面型天线来说，为了达到匹配状态，应当在所有产生反射的不连续点附近加上能够产生相反反射的匹配元件，使它们相互抵消。天线的频带由这些元件的组合频带决定。

无线电波中，既有振荡的电场分量，也有振荡的磁场分量，高中物理选修课程中有介绍。

当无线电波遇到接受天线时，就会产生电磁感应现象，在天线中激起感应电流，这类似于机械波传播过程中遇到障碍物使之产生的受迫振动，只不过天线中发生的是“受迫振荡”。

所以，你看到的是“电流信号”，当然，伴随着电流而来的必然也会有电压。

将这个电流或电压信号，取出一部分输入到晶体管放大器中，就可以获得更强的信号电压和电流，以便于后续的调谐、检波、鉴频等处理。

例如，下图中的收音机电路：

可变电容和电感线圈L1组成的磁性天线接受无线电波，产生的感应电流从1---2抽头输出到三极管的基极，经三极管放大后，检波后推动高阻耳机放出声音。