[發明專利]一種Vivaldi天線單元

在審

• 申請號: 202011505692.7
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112635997A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 敦書波;余賢;劉曉;張海福;姜海玲;朱海波;王浩;王亞濤;張輝
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: H01Q9/04
• 分類號: H01Q9/04;H01Q1/00
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

本發明公開了一種Vivaldi天線單元，屬于天線技術領域。該天線單元由輻射板、同軸饋線和強制邊界控制腔構成，輻射板之間為指數型槽線，采用同軸饋線對其直接饋電，強制邊界控制腔包圍輻射板的底部。本發明有效解決常規Vivaldi天線大間距組陣時阻抗帶寬受限的問題，且交叉極化電平較低，饋電結構簡單。

技術領域

本發明涉及到天線技術領域，特別涉及一種Vivaldi天線單元。

背景技術

增益需求確定時，陣面尺寸也基本確定。因此只有通過增大陣元間距來減少通道數量。

Vivaldi天線由于其帶寬很寬、輻射特性優良、易加工等特點成為超寬帶有源相控陣所采用的主要天線類型。然而該天線組成大型陣列后，由于地板反射與腔體的共同作用，出現多種模式諧振，導致某些頻點能量無法輻射出去，駐波急劇惡化，諧振頻點隨陣元間距增大而減小。常規超寬帶寬角陣列布陣時陣元間距一般為高頻對應半波長，諧振頻點不會出現在工作頻帶內。隨著陣元間有效距離增大，諧振頻點移入工作頻帶內，導致高頻部分無法使用。另外陣元間距受到寬角掃描的限制，對于低頻來說該間距依然較小。低頻段單元較小的電尺寸會導致天線單元效率和性能變差，較小的陣元間距還導致陣元在低頻的耦合很強。所以在低頻只能采用緊耦合的思路讓陣列整體達到優良的寬帶性能。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種Vivaldi天線單元。該天線單元饋電結構簡單，易加工，適于用作超寬帶大間距陣列的陣元。

為了實現上述目的，本發明所采取的技術方案為：

一種Vivaldi天線單元，包括輻射板，還包括強制邊界控制腔；所述輻射板通過位于其中間位置的指數型槽線分為兩個輻射貼片；所述輻射板的底部位于強制邊界控制腔內；在強制邊界控制腔內，兩個輻射貼片底部還分別連接同軸饋線的內、外導體，所述同軸饋線的內導體和外導體之間還連接有金屬導體；所述強制邊界控制腔的材料為金屬材料，其底部為天線金屬底板，輻射貼片和天線金屬底板之間設有間隙。

進一步的，所述強制邊界控制腔為長方形腔體。

進一步的，所述輻射板和強制邊界控制腔的其中一壁面平行。

進一步的，所述強制邊界控制腔的外壁面和輻射貼片露出于強制邊界控制腔的部分平齊。

進一步的，所述兩個輻射貼片之間通過結構固定印制板連接并固定。

本發明采取上述技術方案所產生的有益效果在于：

1.本發明采用強制邊界控制腔，改變常規Vivaldi陣元組陣的邊界條件，可以通過優化控制腔的高度，來滿足不同頻段對耦合的不同需求，將高頻諧振點移出工作頻帶的同時保證低頻性能。

2.本發明與常規的vivaldi天線相比，結構簡單并且饋電傳輸部分和輻射部分的性能相互獨立。

3.進一步的，本發明的天線單元用作陣中單元時，具有良好的超寬帶特性，在3個倍頻甚至更寬帶寬內駐波比小于1.5，輻射性能良好，增益較高。

附圖說明

圖1是本發明實施例的結構示意圖。

圖2是圖1的剖面圖。

圖3是本發明實施例的陣中駐波曲線圖。

圖4是本發明實施例的2GHz單元仿真方向圖。

圖5是本發明實施例的4GHz單元仿真方向圖。

圖6是本發明實施例的6GHz單元仿真方向圖。

圖中：1、輻射板，2、強制邊界控制腔，3、結構固定印制板，4、同軸饋線，5、金屬導體，6、天線金屬底板。

具體實施方式