微帶貼片天線及其陣列可能見得不多但卻是應(yīng)用最廣泛的天線形式。它們結(jié)構(gòu)簡單，通過介質(zhì)、介質(zhì)上層的金屬導(dǎo)體貼片以及地平面即可形成。甚至，中間的介質(zhì)也可以是空氣的結(jié)構(gòu)。較為典型的微帶貼片天線是制作在印刷電路板（PCB）上，利用影印方法將精細(xì)線路結(jié)構(gòu)蝕刻在導(dǎo)電金屬層上的。由于PCB材料是微帶貼片天線及其天線陣列的重要組成部分，所以在設(shè)計微帶天線時需認(rèn)真考慮PCB材料的特性，包括貼片和地面的導(dǎo)電金屬銅箔類型。同時，PCB的制造工藝中由于線路公差也會影響微帶貼片天線的性能；制造工藝中可能額外增加的PCB的成份（如表面處理鍍層）也會影響性能。了解PCB材料如何協(xié)同及如何通過制造工藝形成最終設(shè)計要求，有助于實現(xiàn)微帶貼片天線或陣列的預(yù)期設(shè)計目的，特別是在毫米波頻段。

微帶貼片天線的尺寸與頻率成反比，頻率越高，貼片尺寸越小。由于這種關(guān)系，在頻率較低時波長較長，微帶貼片天線就會因為尺寸過大而不太實用。一般情況下，微帶貼片的矩形長度L為工作頻率的波長的1/2，即L= ~λ/2。當(dāng)頻率低于500MHz時貼片的長度就很大。如頻率在100MHz時，諧振是微帶貼片長度接近1m，此時就需要很大的PCB尺寸。頻率越高，貼片尺寸會越小，特別是對于微波/毫米波頻率下的應(yīng)用與其他電路一起集成到PCB板上則更有意義。當(dāng)所需天線的增益和方向性高于單個貼片性能時，可設(shè)計各種貼片陣列天線。

選擇PCB材料進行微帶貼片天線的設(shè)計時應(yīng)考慮PCB材料“成份”的影響。材料“成份”包括如介質(zhì)材料本身、金屬銅箔類型、最終表面鍍層等對影響天線和電路的性能和特性。例如，介質(zhì)材料的介電常數(shù)可影響貼片的尺寸（波長的~1/2），介質(zhì)材料的厚度也影響了天線輻射的電磁（EM）場分布。

微帶貼片天線的輻射機理實際上是高頻的電磁泄露，矩形貼片通過的縱向邊緣或“L”方向的泄露產(chǎn)生輻射EM場（矩形貼片的寬度方向或“W”方向沒有EM場）。PCB的最終表面鍍層對于這些從貼片邊緣輻射的EM場有很大影響。例如，由于最終表面處理鍍層的導(dǎo)電性原因，PCB的最終導(dǎo)體導(dǎo)電特性則會變得很復(fù)雜而成為綜合的導(dǎo)電特性。舉個例子，化學(xué)鎳金（ENIG）是一種廣受歡迎且已經(jīng)過驗證的最終表面處理方式，它是將厚鎳與薄金相結(jié)合一種表面處理。但是，鎳是一種鐵磁材料，一方面在對銅箔導(dǎo)體保護時也會有磁損耗；另一方面它的導(dǎo)電性僅是銅的1/4，特別是在頻率較高時會增加電路的導(dǎo)體損耗且影響電路相位響應(yīng)。在微帶貼片天線上，ENIG的特性當(dāng)然也會影響微帶貼片天線產(chǎn)生的場強，特別是在較高的微波和毫米波頻率時影響更為明顯。

選擇PCB導(dǎo)體表面處理是微帶貼片天線中需要考慮的一個因素，因為表面鍍層改變了貼片邊緣處的導(dǎo)體損耗。對于ENIG，其導(dǎo)體邊緣的導(dǎo)電性是由不同比例的銅、金和鎳共同組成。還有其他許多PCB最終表面鍍層可以通過化學(xué)沉浸工藝完成的，如化學(xué)沉錫或化學(xué)沉銀。這種工藝所得鍍層厚度極薄，似乎在整個電路上的厚度變化不太明顯，但對于小波長信號的高頻毫米波的影響也不可忽略。

可制造設(shè)計

高性能的微帶貼片天線需要高精度制造工藝和高級別電路材料共同完成。雖然微帶天線在較低頻率下不太合適，但在較高的毫米波頻率下使用是非常有吸引力的，如果天線的設(shè)計可以得到制造工藝的支持，則能在可行成本內(nèi)生產(chǎn)出可重復(fù)的硬件。在毫米波頻率下的貼片的尺寸非常小，如77GHz汽車?yán)走_(dá)傳感器的貼片天線，在此高頻率和小波長條件下，材料屬性的變化以及制造工藝的變化，都會對天線性能造成影響并可能發(fā)生不可接受的偏差。因此，微帶貼片天線的設(shè)計不僅須考慮PCB材料的特性，還須考慮制造工藝的限制和瓶頸。

例如，理想的微帶貼片的導(dǎo)體轉(zhuǎn)角是90度直角，但是在加工中，按照設(shè)計參數(shù)將銅箔導(dǎo)體蝕刻成微帶貼片時，一般會形成圓角。半徑為2~5mils的圓角在較低頻率下影響很小，但半徑為3mils的圓角在毫米波頻率下則會影響信號波長，從而可能會導(dǎo)致電磁場分布變化及微帶貼片天線的輻射方向變化。雖然可利用計算機輔助設(shè)計軟件（CAD）模擬對2~5mils的圓角帶來的影響，但是如果制造的天線的公差與CAD工具中所述的不同，那么所模擬的性能可能也與實際性能不一致。

在77GHz等毫米波頻率下，電路材料質(zhì)量和制造工藝需要確保最小的變化而不給微帶貼片的性能帶來影響。其中之一是電路節(jié)點和互連處（如微帶貼片的饋線）必須達(dá)到高度阻抗匹配（一般為50?），以最小化節(jié)點處信號反射而避免電磁輻射造成能量的損失。另外，對于77GHz雷達(dá)的串饋貼片天線，通常包含多個不同的導(dǎo)體寬度，由于貼片天線本身的尺寸較小，導(dǎo)體寬度的微小變化就會顯著影響天線性能。蝕刻線寬公差為±0.5mil的PCB加工能力值得推薦，但是毫米波頻率下可能會對這種工藝的精度和準(zhǔn)確度提出更高要求。當(dāng)標(biāo)稱導(dǎo)體寬度是4~5mils時，±0.5mil（總共1mil）的變化可能意味著電路尺寸和性能可能發(fā)生20%或以上的變化。

了解導(dǎo)體和介質(zhì)材料對微帶貼片天線及其陣列輻射的影響，有助于預(yù)測某特定頻率下的天線的增益和方向性。但是任何PCB制造工藝還必須盡可能嚴(yán)格控制精度以得到精細(xì)的貼片及其相關(guān)電路，否則該預(yù)測也會出現(xiàn)偏差。通過衡量和考慮到材料性能和制造工藝的變化，就能重復(fù)地、高效益地生產(chǎn)出高質(zhì)量、批量的毫米波頻段下的微帶貼片天線和天線陣列。

任何微帶貼片天線或PCB的任意高頻材料，即使是性能好、可靠性高的羅杰斯的電路材料，都需要有能利用現(xiàn)代制造工藝進行批量生產(chǎn)的實用設(shè)計。雖然優(yōu)質(zhì)材料有助于實現(xiàn)高性能，但是它們也要經(jīng)正確、高效地裝配成為最終組件并形成實用的解決方案。為了幫助電路、部件、裝置和系統(tǒng)設(shè)計人員更好地將高性能電路材料用于高頻模擬、高速數(shù)據(jù)（HSD）和混合信號電路，羅杰斯公司正在編寫一本有關(guān)這些應(yīng)用的電路材料特性，以及如何以最好地將材料轉(zhuǎn)化為實用的部件和電路解決方案（如微帶貼片天線、天線陣列）的技術(shù)應(yīng)用電子白皮書。該電子白皮書將探索適用于商業(yè)、工業(yè)、醫(yī)學(xué)及其他高可靠等行業(yè)使用的電路材料，并為選擇正確的材料提供建議和“制造設(shè)計”指南，以將此類材料轉(zhuǎn)變?yōu)楹撩撞l率及其它頻率下實用的產(chǎn)品解決方案。