随着现代无线通信技术的迅速发展，通信系统的集成度越来越高，这也对现代天线的设计提出了新的要求。微带天线作为一种具有低剖面高度，较轻重量，易与物理结构表面共形的谐振型天线，在各种无线系统中均得到了广泛应用。在通信系统中，射频前端多采用差分信号处理技术，其具有易识别小信号，抗干扰能力强的优点，因此在使用传统单端口天线作为系统的负载时，需要额外添加一个转换巴伦。近年来提出的差分微带天线解决了差分射频前端与单端口馈电天线的矛盾，除去了天线前端的转换巴伦，消除了由巴伦带入的损耗以及额外的花费。然而作为一种具有高Q值的谐振型天线，微带天线的工作带宽往往较小，其典型值为5%。基于此背景，本文主要研究了基于多模谐振技术的差分微带天线，重点关注多模谐振技术对微带天线带宽的拓展。本文主要研究内容包括：
　　1.多寄生模式谐振的宽带差分微带天线：该天线由四分之一波长线谐振器、矩形共面寄生单元、开口环谐振器及微带主辐射贴片组成。首先四分之一波长线谐振器作为天线的耦合馈电结构对天线进行馈电，并且该结构引入了一个非辐射的谐振模式；接着在微带主辐射贴片两侧共面地加载了两个矩形寄生贴片，这对寄生贴片引入了一个新的寄生辐射模式参与天线的工作。然后在天线馈线下方的金属地板上蚀刻了一对矩形开口环谐振器，这对开口环缝隙不仅拓展了天线的低频工作带宽，并且在天线的低频带外引入了一个新的非辐射的谐振模式。由于上文中提到的谐振模式不属于微带天线本身固有的模式，故将这几个模式归类到寄生模式。综上所述，该天线总共加载了三个寄生模式，仿真与实测结果表明，该天线在0.051个中心频率波长的剖面高度下实现了26.7%(5.35GHz至7GHz)的工作带宽，并且带内增益稳定(7.7dBi至10.7dBi)，不存在任何空气介质的填充。
　　2.多辐射模谐振的具有WLAN5.8GHz陷波特性的宽带差分微带天线：该天线由一对三角形矩形复合的辐射贴片，一对加载在微带馈线上的容性加载开口环谐振器(CLL)组成。天线的宽带化是通过同时激励矩形微带天线的TM10、TM01和三角形微带天线的TM1,0,-1模式，并且将这三个模式的谐振频率调节至互相靠近彼此以形成一个较宽的工作带宽。在此基础上，在天线的微带馈线上加载了两个CLL谐振器，该CLL谐振器的加载直接引入一个WLAN5.8GHz频段的陷波频点，并且该非辐射的谐振模式也将微带天线的低频工作带宽进行了拓展。仿真与实测结果表明，该天线实现了43.5%(5.93GHz-9.23GHz)的工作带宽，并且天线的结构没有引入任何空气介质填充。天线在5.8GHz存在一个辐射零点，消除了WLAN信号的干扰。天线在工作带内的增益稳定，为4dBi-6dBi。
　　3.基于四模谐振具有方向图修正的宽带差分微带天线：本天线以矩形微带贴片为原型，在贴片的表面蚀刻了多条缝隙，并加载了多个短路探针。通过上述处理，该天线的TM10、TM30、TM12、TM32模式均得到了激励，天线的带宽相较于传统的单模谐振天线而言拓展了4倍。在本文的论述中，使用了阵列天线的分析方法，直观地展示出了高次模式在边射方向上的辐射零点，并且依据此模型给出了对特定辐射零点的修正方案。仿真结果与实测结果吻合程度较好，在0.058个中心频率波长的剖面高度下，天线实现了29.4%(3.22GHz–4.33GHz)的阻抗带宽，并且天线在工作带宽内边射增益稳定，未出现辐射零点。天线的交叉极化特性良好，在各个工作模式均处于-20dB以下。