关于贴片天线增益和效率的问题

刚学习天线，用ie3d仿了一个贴片天线，0.915GHZ谐振，但增益只有2dbi，天线效率只有35%，请问有大神知道怎么提高效率和增益么？  

网友回复:

楼主用的什么材料？损耗多少？ 
贴片天线的效率对介质损耗很敏感。 
假设你效率由35%增加到90%，你的增益会有6dB。 
 

网友回复:

能具体说说用什么材料好吗？ 

网友回复:

还有就是效率是怎么计算出来的 

网友回复:

材料用的FR4,设定的Er=4.3，介质损耗角=0.02，完全匹配了效率也只能到3dbi。。

网友回复:

用FR4，设定的Er=4.3，介质损耗角=0.02，效率是用ie3d仿真后直接看的图形结果，软件怎么算的我就不知道了

网友回复:

贴片类型的天线想效率高的话就不能用FR4，不信的话你把Er保留为4.3，让损耗为零（不要小看那0.02），效率和增益马上就上去了。 
用5880做过一次，效率有95%+ 实测增益7.2dB。 
根据我的经验解决楼主的问题有三种办法 
1.换低损耗的介质（损耗在0.00x量级上），效率会显著提高，增益也会相应提高 
2.非要用FR4的话就用其它天线形式，比如monopole、yagi，这2种对介质损耗不像patch那么敏感。 
3.如果非要用贴片形式，也只能用FR4的话，就只能增加贴片和地之间的距离，越厚越好（至少15mm或者更大），或者干脆用2层的结构背馈 
 
以下为个人理解，愿意翻书的人还是看书上说的比较标准。 
贴片天线为何对介质损耗如此敏感？因为贴片等效的辐射源是2条磁缝，贴片距离地越远（厚度越厚），磁缝的等效辐射电阻越大。 
贴片天线在厚度较小的时候，其辐射电阻和介质损耗的等效电阻大小可比拟，故损耗大、效率低（楼主这里低于35%）从而增益也低。 
举个例子，比如初始状态，辐射电阻30ohm，损耗电阻30ohm，这时效率最多只有50% 
当减小损耗一个数量级之后，辐射效率也会大幅提高，从而获得较高的增益。这时假设损耗减小为3ohm，辐射电阻30ohm不变，效率大约就有90% 
 
或者增加厚度，提高了辐射电阻之后也能使辐射效率提高。  假设损耗30ohm不变，辐射电阻增加到150ohm，这时辐射效率也有80%+    
 
解决方案经过仿真验证，应该是有效的。但是后面的原因解释未经仔细推导验证，欢迎指正。 
 

网友回复:

太感谢了！很详细！ 
把介质损耗角改成0后增益接近6dbi了 
但还是没有大神那么高，请问大神是怎么达到7.2dbi的？求教！

网友回复:

首先我用的材料跟你不同，我的材料介电常数比你的小将近一半，所以实际上做出来的尺寸比你用FR4做出来的要大一些。 
实际口径比你大，增益比你大也算是比较正常的。 
其次，我把phi0和phi90平面的方向图波宽调到一样（假设最大辐射方向为Z轴正向），这时增益就有7dB+了 
宽边通常要长过长边才能使得phi0和phi90的波宽一样 
矩形贴片的长度决定频率，宽度决定增益。你要是觉得增益不够就加宽宽边，不过你的波宽就不一定能保持一致了。 
具体要看你的设计要求了 
 

网友回复:

好人呐！太谢谢了！太详细了！ 
 
实际我是做4*4的微带贴片阵列，但最后带宽只有3M，要求26M，看到资料说可以在介质中间加一层空气介质？那FR4和空气介质的高度，以及他们之间的距离应该怎么控制呢？ 
 
另外看到有资料说微带的宽度不能低于介质宽度，如果低于，比如微带宽度只有介质高度的一半，对结果会有什么具体影响呢？ 

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