3.5.1 微带天线尺寸对天线性能的影响 17

3.5.2 馈电位置对天线性能的影响 20

3.5.3 基片尺寸对天线性能的影响 22

3.5.4 AMC 结构阵列对天线性能的影响 23

3.6 本节小结 26

结 论 27

致 谢 28

1 引言

本论文研究的是 3 mm 波段 AMC 加载的 LTCC 天线阵列研究。随着无线通信 系统的发展，高效的毫米波天线已经成为研究的一个热点，并且具有广泛的工程 应用意义。

1.1 研究背景及意义

近年来，随着新型电磁材料的发展，以人工磁导体（AMC：artificial magnetic conductors）、左手材料（left-handed materials）为首的一系列超材料（metamaterials） 获得广泛的关注，原因在于他们可以近似的代替自然界并不存在的理想磁导体文献综述

（perfect magnetic conductors）。并且超材料中的 AMC 结构不仅具有在谐振频率 处同相位反射特性的优点，而且可以获得较高的阻抗匹配，因此已经得到越来越 多的关注。在实际使用中，反射面和天线之间的波长差达到 1/4 自由空间波长时， 金属介质反射后的反射波和天线辐射的电磁波可以同相叠加，达到辐射增强的目 的。如果采用 AMC 结构的介质基板作为反射面，利用在中心频率下它的反射波 和天线辐射的电磁波同相的特性，就可以实现天线低剖面设计，增加带宽和增益， 有效提高天线性能。

微带天线和阵列一直在工程应用中占有重要的地位[1]，因为其质量轻薄、制 造成本低和方便等等的优点。在飞速发展的通信市场中，尤其是个人通信系统

（PCS）、移动卫星系统、无线本地网络（WAN）等等，微带天线及阵列的需求 日益提高。但是微带天线也有很多比如工作带宽窄，表面波副瓣多等缺点。解决 方法之一就是增加介质基板的厚度(t)来增大带宽，因为[2]

频带宽度与基片厚度 t 成正比关系。但是，如果通过改变厚度 t 来增加频带宽度的话，会导致较大的表面波和寄生辐射，降低定向性，影响天线效率[2]。在文献[3]中，作者提出使用双层介质的方法，减少介质厚度，抑制寄生辐射的产生，从而提高天线的增益。

低温共火陶瓷技术（LTCC：low temperature co-fire ceramics）技术现在也成为加工天线的主流技术之一，原因在于其多层结构、灵活的金属化、紧凑的结构 等优点，适合高性能面天线的设计。

本论文从以上观点出发，将 AMC 结构应用于 3 mm 波段微带贴片天线中， 并使用 LTCC 多层工艺，比较添加 AMC 结构前后的带宽以及增益的变化，同时 为了满足 LTCC 加工工艺要求，提出了双层 AMC 结构，进行不断的优化仿真， 以得到最优结果。来!自~751论-文|网www.751com.cn

1.2 国内外发展现状

1.3 本论文主要研究内容

首先，对方形 AMC 贴片结构进行了研究，探讨了 AMC 反射相位的原理， 并对单个 AMC 结构单元进行仿真模拟，考虑了贴片尺寸、缝隙间距、介质基板 厚度等等对 AMC 单元贴片产生的影响。

其次对微带天线单元加载 AMC 结构进行研究，将双层（上层 5*5 的 AMC 结构阵列，下层 6*6 的 AMC 结构阵列）人工磁导体结构加载到单个的微带天线 下方，探讨不同的介质基板、天线尺寸、馈电位置、AMC 结构阵列个数等因素 对天线单元带宽、增益和方向图的影响。