文 献 综 述
- 研究背景
微带天线是在带有导体接地板的介质基片上贴加导体薄片而形成的天线，利用微带线或同轴线等馈线馈电[1]。导体贴片一般是规则形状的面积单元，如矩形、圆形或圆环形薄片等，也可以是窄长条型的薄片振子（偶极子），分别称为微带贴片天线和微带振子天线。其优点主要有：体积小，重量轻，低剖面，易于与载体共形；散射截面小，波瓣宽，易于与微带电路集成；易于实现线极化、圆极化、双极化和双频段工作。但其缺点：带宽窄，增益低，功率容量低。微带天线已用于大约100MHz-100GHz的宽广频域上，包括卫星通信、雷达、遥感、制导武器以及便携式无线电设备上。
共面波导（CPW）结构是1969年由C.P.Wen教授首先提出的一种集成传输线，是由介质基片上的中心导带和中心导带同一侧的两个接地导电平面构成，主模为准TEM波[2]。CPW可产生椭圆极化磁场，因此也可以制成非互易铁氧体器件。共面波导馈电的印刷天线，相比其他馈电方式有着带宽更宽、辐射效率更高、全向覆盖特性更好等优点，因此在科研和实践中备受青睐。相比微带线，CPW有以下优势：首先，CPW传输线的色散特性优于微带线，适于在电路和天线宽带化中的应用，辐射损耗低，容易实现无源及有源器件在微波电路中的串并联（不需要在基片上打孔）；其次，CPW的辐射损耗相对较小，可以提高天线的极化纯度和工作效率；最后，CPW辐射的远场方向图具有更好的对称性。
许多学者曾对CPW进行过研究。J.B.Knorr对CPW进行了全波分析，并讨论了特性阻抗的计算方法；Gopinath计算了对称CPW的损耗，计算结果表明，在特性阻抗的很大范围内，CPW的损耗都远小于微带线；法国学者C.Veyres等采用保角变换技术分析了有限宽度的CPW。过去几年，基于CPW馈电的超宽带天线的研究非常活跃，不断有新的天线结构出现，产生相应陷波所采取的方式也越来越多，关于此领域的论文不断被发表出来，许多相关的产品也推出市场。
- 研究进展与现状
CPW已成为国内外研究的热点。目前对CPW的应用主要集中在传输线和微波毫米波集成元器件方面，如CPW平面天线、CPW耦合器、CPW滤波器以及各种CPW转接器等。由于其独特的单平面结构，CPW可以方便地进行天线馈电，并且具有不错的馈电效果。目前CPW的研究朝双/多频工作、圆极化、宽频带方向发展：
- 双/多频工作：随着多频段多业务无线通信系统的飞速发展，适用于无线局域网（WLAN）和全球微波互联接入（WiMAX）等应用的多频段通信系统的多频段微带天线得到迅速发展。由于具有结构紧凑、成本低、易于制造等特点，双/多频段微带天线受到许多研究者的关注。例如由Jin-Sen Chen提出的CPW馈电和微带馈电的双频双环型槽天线[6]，以频率比匹配两个工作频率，可以实现约1.34-3.11和1.4-1.74的频率比；由汤雪彬提出的应用于WLAN和WiMAX的CPW馈电双频天线[7]，其结构如图所示：
该天线由 L 形缝隙和 T 型谐振器构成，天线被印制在一块 30 mmtimes;35 mmtimes;1.6 mm 的 FR4 介质板上，介质板的相对介电常数为 4.4，损耗角正切为0.02。该天线的阻抗带宽分别为2.38-3.38GHz以及5.17-5.9GHz；以及高向军等提出的应用于2.4/5.2/5.8GHz频段共面波导馈电的缝隙天线设计[8]，-10dB阻抗带宽为2.40GHz-2.49GHz和5.0GHz-6.0GHz，可应用于WLAN频段的无线通信场合。
- 圆极化：圆极化波入射到对称目标（如平面、球面等）时，反射波变为反旋向的。如下图所示，表示圆极化波入射于导体平面和导体球面的情形。
设入射波是左旋圆极化波，入射电场可表示为：
由于导体平面上切向电场为零，故得
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