[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

本發明公開了一種寬帶高增益Vivaldi天線，包括：介質基板、金屬貼片、四邊形金屬貼片、阻抗匹配微帶線和扇形金屬枝節，金屬貼片和四邊形金屬貼片均固定在介質基板的頂面，阻抗匹配微帶線和扇形金屬枝節均固定在介質基板的底面，金屬貼片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，漸變槽線呈指數型漸變，漸變槽線底端設置圓形諧振腔，漸變槽線兩條外側壁分別設有等間隔的梳齒狀柵格，四邊形金屬貼片位于漸變槽線的開口處，阻抗匹配微帶線為L形，阻抗匹配微帶線一端連扇形金屬枝節，兩者共同作為饋電結構。采用上述技術方案的Vivaldi天線的頻段為2.3~8.0GHz，具有結構簡單、工作頻帶寬、增益高的特點。

技術領域

本發明屬于天線技術領域，具體涉及一種寬帶高增益Vivaldi天線。

背景技術

Vivaldi天線，即指數錐削槽天線，是P.J.Gibson于1979年提出的一種非周期、端射式、線極化、漸變行波天線，有較好的高斯脈沖響應，工作頻帶較寬、增益高、輻射性能較好，并且體積小、易于制作、且適合與固體器件集成一體，無論是作為單個天線使用還是作為相控陣天線的輻射單元，都非常適合。因而Vivaldi天線廣泛的應用于寬帶或超寬帶相控陣雷達，用于完成多目標、多功能的任務，同時相控陣雷達也可以作為ESM、ECM電子對抗和通信等用途，使其成為共享孔徑的陣列天線系統。

Vivaldi天線普遍具有由相對比較窄的槽線過渡到比較寬的槽線，槽線的變換有線性變化和指數規律變化等，將槽線逐漸加大寬度，形成喇叭口狀接收或向外輻射電磁波，對于不同的頻率而言，其不同的部分接收或發射電磁波，各個輻射部分對于不同的頻率而言電長度是一樣的，因而理論來講，這種天線可以做到很寬的帶寬，但現有技術實現的Vivaldi天線難以實現高增益，尤其在較低頻段表現不佳。

發明內容

本發明的目的在于提供一種寬帶高增益Vivaldi天線，克服了現有技術在較低頻段表現不佳的問題。

實現本發明的技術解決方案為：一種寬帶高增益Vivaldi天線，包括介質基板、金屬貼片、四邊形金屬貼片、阻抗匹配微帶線和扇形金屬枝節，金屬貼片和四邊形金屬貼片均固定在介質基板的頂面，阻抗匹配微帶線和扇形金屬枝節均固定在介質基板的底面，金屬貼片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，漸變槽線呈指數型漸變，漸變槽線底端設置圓形諧振腔，漸變槽線兩條外側壁分別設有等間隔的梳齒狀柵格，四邊形金屬貼片位于漸變槽線的開口處，阻抗匹配微帶線為L形，阻抗匹配微帶線一端連扇形金屬枝節，兩者共同作為饋電結構。

本發明的有益效果為：(1)帶寬為2.3GHz～8GHz，最大增益達13dB，尤其在頻率較低的波段表現十分優異，并且天線的輻射特性穩定。

(2)采用四邊形金屬貼片在漸變槽線開口末端引導電場，提高了天線輻射增益，修正了高頻段電場走向偏離的問題，增強了高頻處輻射穩定性。

(3)結構簡單，成本低，便于大規模加工生產，適用于通信和電子對抗系統。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明的饋電單元的結構示意圖。

圖3為本發明駐波比仿真結果示意圖。

圖4為本發明增益仿真結果示意圖。

圖5為本發明在2.3GHz的H面、E面輻射實現增益示意圖。

圖6為本發明在4GHz的H面、E面輻射實現增益示意圖。

圖7為本發明在6GHz的H面、E面輻射實現增益示意圖。

圖8為本發明在8GHz的H面、E面輻射實現增益示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步描述。