[發明專利]一種寬帶高增益Vivaldi天線

在審

• 申請號: 201811003965.0
• 申請日: 2018-08-30
• 公開（公告）號: CN109301451A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 劉恬;楚然;廖佳
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q1/50
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱沉雁

1.一種寬帶高增益Vivaldi天線，其特征在于：包括介質基板(1)、金屬貼片(2)、四邊形金屬貼片(3)、阻抗匹配微帶線(4)和扇形金屬枝節(5)，金屬貼片(2)和四邊形金屬貼片(3)均固定在介質基板(1)的頂面，阻抗匹配微帶線(4)和扇形金屬枝節(5)均固定在介質基板(1)的底面，金屬貼片(2)上開有關于其水平中心軸線對稱的喇叭狀開口的漸變槽線(6)，漸變槽線(6)呈指數型漸變，漸變槽線(6)底端設置圓形諧振腔(7)，漸變槽線(6)兩條外側壁分別設有等間隔的梳齒狀柵格(8)，四邊形金屬貼片(3)位于漸變槽線(6)的開口處，阻抗匹配微帶線(4)為L形，阻抗匹配微帶線(4)一端連扇形金屬枝節(5)，兩者共同作為饋電結構。

2.根據權利要求1所述的寬帶高增益Vivaldi天線，其特征在于：所述介質基板(1)尺寸為170×70mm²，厚度為0.762mm，介電常數為3.3，相對磁導率為1，采用損耗角正切為0.002的Rogers4533布板。

3.根據權利要求1所述的寬帶高增益Vivaldi天線，其特征在于：所述喇叭狀開口的漸變槽線(6)的邊緣為對稱的兩根指數型漸變線，以介質基板(1)上與漸變槽線(6)開口方向相反的底邊中心為原點，以漸變槽線(6)開口方向為x軸正方向，以介質基板(1)底邊為y軸，取一側為y軸正方向時，與y軸正方向同側的指數型漸變線的計算公式為：

其中，x∈[2R₁+D₁，M]

a為所設指數型漸變線的漸變率，R₁為圓形諧振腔(7)半徑，D₁為圓形諧振腔(7)邊緣距底邊的最短距離，M為介質基板(1)的長度，W₁為漸變槽線(6)槽口最寬處寬度，W₂為漸變槽線(6)最窄處寬度。

4.根據權利要求3所述的寬帶高增益Vivaldi天線，其特征在于：所述a為0.04，R₁為6mm，D₁為4mm，W₁為68mm，W₂為0.6mm。

5.根據權利要求1所述的寬帶高增益Vivaldi天線，其特征在于：所述梳齒狀柵格(8)由10個相同尺寸且等間距的長方形縫隙構成，相鄰的兩個縫隙間距D₂為5mm，波紋寬度D₃為3mm，波紋深度L₁為20mm。

6.根據權利要求1所述的寬帶高增益Vivaldi天線，其特征在于：所述四邊形金屬貼片(3)上兩條對角線相垂直，其中長的對角線的長度L₂為25mm，短的對角線長度L₃為8mm，長的對角線沿漸變槽線(6)的開槽方向設置，與漸變槽線(6)開口處距離D₄為5mm。

7.根據權利要求1所述的寬帶高增益Vivaldi天線，其特征在于：所述阻抗匹配微帶線(4)包括依次連接的6段微帶線，其端口設置在與漸變槽線(6)開口方向相反的底邊上，末端與扇形金屬枝節(5)的頂點連接，6段微帶線平均寬度W₃為0.95mm，端口距離介質基板(1)底邊端點最近的距離D₅為11.4mm，從端口到枝節依次遞減0.20mm～0.33mm，L形阻抗匹配微帶線(4)的水平段長度L₄為16.7mm，垂直段長度L₅為22.1mm，扇形金屬枝節(5)的半徑R₂為10mm，開口90°。