微带阵列天线设计结合了微带天线单元理论与阵列天线理论，具有结构紧凑、高增益、强方向性的特点，能有效满足现代通信系统小型化、高增益的需求，以下是设计过程中的关键要点：
设计准备
- 确定设计指标：明确天线的工作频率、带宽、增益、波束宽度、副瓣电平等关键参数。
- 选择合适的板材：如Rogers RO4350B等，需考虑其介电常数、损耗因子、成本等因素。
- 了解天线基本结构：微带天线由金属贴片、接地面和介质基片组成。贴片形状可以是正方形、矩形、圆形等，通过微带线或同轴线馈电，激励起电磁场并通过缝隙向外辐射。
设计步骤
- 选择馈电方式：串馈方式包括行波式和驻波式，根据需求选择合适的馈电方式，并确定馈电网络的设计，包括馈电线的布局、阻抗变换等。
- 设计天线单元：设计单个微带天线单元，包括贴片的尺寸、形状、馈电点的位置等。利用电磁仿真软件（如HFSS、CST等）进行建模和仿真，优化天线单元的性能。
- 设计阵列布局：根据设计指标和天线单元的性能，确定阵列的排布方式（如线阵、面阵等），计算阵元数目，并根据切比雪夫或其他组阵形式设计各振元的电流比例。
- 仿真与优化：利用电磁仿真软件对阵列进行全波仿真，考虑阵元间的相互耦合。根据仿真结果调整设计参数，包括天线单元的尺寸、馈电网络的布局等，以优化阵列的性能。
- 加工与测试：根据仿真结果加工天线实物，使用测试设备（如网络分析仪、远场测试系统等）对天线进行测试，验证其性能是否满足设计要求。
先进设计方法
- 机器学习辅助设计：利用机器学习算法对天线的设计参数进行建模和优化，提高设计效率和精度。
- 先验知识指导的基元建模：通过分析不同位置和尺寸的基元在阵列中的相似性，将基元分为不同的种类，并引入余弦域训练方法等降低计算开销。
注意事项
- 平衡关键参数：在设计过程中要注意天线的阻抗匹配、带宽、增益等关键参数的平衡。
- 考虑阵元间耦合：阵列设计时需考虑阵元间的相互耦合对性能的影响。
- 确保测试准确性：加工和测试环节也是验证设计的重要环节，需确保测试结果的准确性和可靠性。
