一、 微带天线CAD
微带天线可以单独使用，也可以作为阵列的一部分而同其它相同的单元组合使用。无论哪种情况，设计者均应掌握微带天线单元的详细设计步骤。 要设计微带天线，首先是要认识或了解微带天线。通常情况下，微带天线有如下特性：
1) 贴片的尺寸接近于半波长（2/g λ， 介质中的波长），包括单层或多层。 2) 工作于主模的微带天线，沿谐振长度的方向，输入阻抗在贴片的边缘为最大，在贴片中心为零。因此，改变馈电点的位置可以实现与馈线特性阻抗的匹配。也正因为如此，通常可以在贴片的中心采用金属支撑，并可以起到直流接地的作用。一般地有：
式中0in R 为侧馈时的输入阻抗，0Y 是背馈点离侧馈边的距离。于是，可以用
实验方法方便地在某一个0Y 处实现与50欧姆馈电线的匹配，省去了阻抗变换器。
当微带天线作为独立天线应用时，背馈方式是常被采用的，而当它作为单片微带天线的阵元时，又势必采用侧馈。(无论是对何种贴片天线，总有这样的等效特性)。
3) 由于微带天线一般都带有无限大的金属接地板，所以它具有定向的辐射方向图。当地板的尺寸减小时，其后向辐射增强。
4) 单层微带天线单元的增益一般在3 ~ 8dB 左右，与天线的体积有关！双层或多层微带天线单元的增益可以达到9dB 。（实际上，这与无限大金属地板上的
水平对称镇子天线的增益相当！）
5) 单层微带天线单元的带宽一般在1 ~ 5%左右，与天线的体积有关！双层或多层微带天线单元的带宽可以达到30 ~ 60% 。
6) 天线的极化：通常是线极化工作，可以方便地实现圆极化工作。
在这里我们将主要讲述常规微带天线的CAD，并提供如下相应的计算程序。
下面就讲述微带天线的设计以及设计程序的具体应用。
二、 微带天线CAD
2.1 矩形微带天线的基本设计公式
矩形微带天线的结构及常用的馈电形式如图2.1所示。其主要参数有：辐射元长度L ，辐射元宽度W 。介质板厚度h ，介质板的长度LG 和宽度WG ，介质的相对介电常数r ε和损耗角正切值δtg 。
确定介质基板材料及其厚度与工作频率应满足如下条件：
（2-1）
式中C 是光速，r f 是谐振频率或工作的中心频率，r ε是介质的相对介电常数。
其次，确定单元宽度W 的尺寸。一般情况下，W 由下式（2-1）来确定：
（2-2）
矩形微带天线的长度在理论上取为2/g λ，但实际上由于边缘场的影响。在设计尺寸应减去边缘效应带来的尺寸减少。所以，矩形微带天线的长度L 为：
（2-3a ）
（2-3b ）
基板尺寸的确定：如图2—2所示为矩形微带天线的顶视图。所谓基板尺寸，是指图中的WG 和LG 。研究表明辐射的口径场集中在辐射边附近很小的区域内，介质的过多向外延伸对这种场分布没毛明显影响。在较低频段工作时，从减小天线重量及安装面积和降低成
本着眼，
WG 和LG 的尺寸应尽可能小。实验表明沿辐射元各边内外延伸g λ1.0就可以了。因此，对于背馈情况可取：
（2-4a ）
（2-4b ）
对于侧面用微带线馈电的情况，需视馈线及阻抗变换器的配置而定。同时，也可以使用弯折线以减小微带基片的尺寸。但要注意的是，微带弯角的修正。 2.2 圆形微带天线的基本设计公式
圆形微带贴片天线如图2-3所示，它也可分为侧馈和背馈两种。在腔模理论分析中得知圆形微带贴片天线的主模是TM 11模，TM 0n 模实际上激励不起来。
在
TM mn模（0
m）中只有TM11模在垂直于天线平面的方向上有最大辐射，其他
≠
的模在该方向的辐射为零（如TM21模）。由于最常用的是工作于主模的圆形微带天线，所以如下讨论的设计考虑都是针对这—情况的。
与矩形微带天线设计有类似规则，要选取介质基扳材料和厚度，这里不再赘述。圆形微带天线结构如图2-3所示。
圆形微带贴片的半径a由式(2-5)给出为：
(2-5) 其中c为光速，在较高的频段(如大于2GHz2)还与基板厚度有关，式(2-6)给出考虑了介质板厚度影响的等效半径为：
(2-6)
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