微带贴片天线的效率（高介电常数的影响）

想请教一下，如果想减小微带贴片天线的尺寸，可以用高介电常数的介质板，带宽减小是很容易理解的，但这会对天线的效率产生怎样的影响？想从物理意义角度理解，谢谢 

网友回复:

 
效率会下降，因为采用高介电常数的基板的贴片会更将大部分能量限制在贴片内部，使得结构的Q值进一步增大，不能有效地向自由空间辐射。 
“带宽减小”是众所周知的结论，但不知你是如何理解的呢？

网友回复:

 
bandwidth=1/(sqrt(2)*Q), 
Q=3*L*lambda0*er/(8*W*h); 
 
er增加，存储能量线性增加，而er的增加会使L减小1/（sqrt(er)）倍，所以Q 随sqrt(er) 增加

网友回复:

 
还想问一下，由于er的增加，会带来损耗吗？ 
 
效率=辐射功率/（辐射功率+损耗）； 
 
（1）辐射功率 减少是一方面的原因， 
（2）那损耗怎样变化呢？

网友回复:

 
理论上单是er的增加对损耗影响不大，但实际上增加了er代表微带里面高介电常数填充物增加（通常是陶瓷），损耗角正切增大，损耗会明显增加。 
损耗的变化要差具体板材标称的损耗角正切，然后计算一下就可以了。

网友回复:

 
er的增加,表面波损耗会随之增加，但如楼上说的，影响不是很大，前提是h不要过大，那h多大算个界限呢，broadband microstrip antennas中给出： 
当h/lambda0<=0.3/（2*pi*sqrt（er））时，表面波损耗可以忽略。 
 
通常的介质随着介电常数的增加，损耗角正切增加，高介电常熟低损耗角正切的介质也有，但很贵，不实用。高损耗角正切也并非一无是处，它可有效得增加带宽，详情参见broadband microstrip antennas，具体那一页，忘了，但记得是第二章。 
 
近年来，高介电常熟得介质发展得也很快，因为它可使天线小型化，06年IEEE，trans on ap上有篇文章说过这个，用得LTCC工艺做得一种介质，介电常熟120多（一般我们设计微带天线用得都是9.8以下的），大家可以去下载看看（忘了哪一期了，但记得是第一篇）

网友回复:

 
楼上的，这么高的介电常数！我是搞民品的，听都没有听说过！ 
在民品中低介电常数的也很贵，几乎是用纯PTFE，介电常数2.1左右的，优势是损耗角正切很小，好像是0.0009，不过现在有公司开发出了价格低廉的低介电常数材料，介电常数2.2左右，损耗角正切0.0012。

网友回复:

那么高的介电常数怎么用啊，首先，尺寸大约会减小为:（W/sqrt(er)）*（L/sqrt(er)） 
辐射功率p_r正比于(w/sqrt(er))的平方，就是正比于1/er 
所以，效率=(p_r/er) / (p_r/er+p_loss)=p_r/(p_r+120*p_loss)<<20%,根本不能用啊。。

网友回复:

我说的那个好像是用于L波段干涉SAR，是一个4×4的阵列

网友回复:

高介电常数的材料做出来的微带贴片天线，波束比聚四氟乙烯材料上做的宽一些，但是增益低。 
 
高介电常数的材料也可以做成介质谐振腔，用微带线或者探针直接激励，设计合理的话就能做成介质天线。虽然介电常数高，但是辐射效率不低。 
 
介质天线没有实践过，哪位能介绍一下？

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