微带贴片天线小型化技术：综述与进展

"这篇综述文章探讨了微带贴片天线的小型化技术，重点关注了如何通过切割辐射贴片的缝隙、重塑接地平面和天线结构、采用短路和折叠技术，以及利用超常材料来减小天线尺寸。此外，文章还深入分析了这些技术对天线性能的影响及其主要属性和局限性。该研究发表在2020年创新工程和技术国际会议（IAET-2020）上，作者是Jaipur National University的Shivani Chourasia、Sudhir Kumar Sharma和Pankaj Goswami教授。" 微带贴片天线（MPA）是一种广泛应用于通信领域的天线，它的主要优点在于轻便、低剖面、设计和制造简单，并且可以方便地与电路元件集成。这种天线的核心结构由一个印制在基板上的辐射贴片和下方的接地平面组成。通常，贴片天线的尺寸至少是工作波长的一半，这限制了其在紧凑空间中的应用。然而，随着技术的发展，缩小天线尺寸的需求日益增加。 为了实现微带贴片天线的小型化，研究人员提出了多种策略。其中，切开辐射贴片的缝隙是一种有效的方法，通过引入缝隙可以改变天线的谐振频率，从而减小天线尺寸。同时，这种设计还能带来更宽的带宽，提高天线的频率选择性。 另外，通过对接地平面和天线结构的重塑，比如采用缺陷地面结构（Defective Ground Structure, DGS），也可以达到小型化的目的。DGS通过在接地平面上添加开孔或不连续性，改变了电磁场的分布，进而影响天线的性能，有时甚至可以增强天线的方向性和增益。 短路和折叠技术是另一种小型化手段。将贴片天线的边缘短路，可以改变电流路径，降低天线的物理尺寸。折叠贴片则可以进一步压缩天线的体积，同时保持或改进其性能。 超常材料（Metamaterials）的使用是近年来的研究热点。这些人工构造的材料具有天然材料不具备的电磁特性，如负折射率、超宽带响应等，可以显著改变天线的尺寸和性能，有助于实现天线的小型化。 尽管这些技术带来了天线小型化的可能性，但每种方法都有其固有的优势和局限性。例如，缝隙切分可能导致带宽变窄，而超常材料的复杂性和成本可能限制了其实用性。因此，在实际应用中，需要综合考虑天线的性能需求、制造成本和设计难度，选择最合适的微型化技术。 微带贴片天线的小型化是一个综合了电磁理论、材料科学和工艺技术的多学科问题。随着科技的进步，未来可能会有更多创新的微型化方案出现，以满足无线通信系统对更小、更高性能天线的需求。