[發(fā)明專利]一種超寬帶小型化對拓Vivaldi天線

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111456693.1
• 申請日: 2021-12-01
• 公開（公告）號: CN114188710A
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韋揚(yáng);張淑寧
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 陳鵬

本發(fā)明公開了一種超寬帶小型化對拓Vivaldi天線，包括矩形介質(zhì)基板，分別貼覆于介質(zhì)基板上下表面的天線貼片層，終端加載電阻，貼覆于介質(zhì)基板上表面的微帶饋線和饋電端口；所述天線貼片層包括指數(shù)狀輻射貼片、等腰直角三角形狀寄生開路貼片和等腰三角形狀引向貼片，下層的天線貼片層安置位置與上層的天線貼片層對稱；所述終端加載電阻一端與輻射貼片相連，另一端與寄生開路貼片相連；所述微帶饋線與上層輻射貼片直接相連。本發(fā)明的超寬帶小型化對拓Vivaldi天線，體積很小，帶寬非常寬，定向性較好，方向圖左右對稱，具有很好的工程使用價值。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微波天線技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種超寬帶小型化對拓Vivaldi天線。

背景技術(shù)

隨著當(dāng)今通信，探測等領(lǐng)域的不斷發(fā)展，對超寬帶天線的要求也越來越高，要求天線能夠覆蓋低頻段的同時兼顧小型化，導(dǎo)致其設(shè)計難度較大。

經(jīng)典Vivaldi天線是由指數(shù)規(guī)律漸變展開的槽線貼覆于介質(zhì)基板構(gòu)成。它易于平面化和集成化，具有極寬的頻帶寬度、高增益、高定向性和良好的時域特性等優(yōu)點(diǎn)。

現(xiàn)有對拓Vivaldi天線大多工作在UWB(3-12GHz)頻段，沒有覆蓋低頻，且天線體積非常大。此外，現(xiàn)有對拓Vivaldi天線都存在E面方向圖不對稱的問題，因天線的結(jié)構(gòu)不對稱，縫隙間電場與水平面有一個角度，造成天線E面方向圖偏移。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種超寬帶小型化對拓Vivaldi天線。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種超寬帶小型化對拓Vivaldi天線，包括矩形介質(zhì)基板，貼覆于介質(zhì)基板上表面的天線貼片上層，貼覆于介質(zhì)基板下表面的天線貼片下層，終端加載電阻，貼覆于介質(zhì)基板上表面的微帶饋線，饋電端口；

所述終端加載電阻包括上層終端加載電阻和下層終端加載電阻；

所述天線貼片上層包括指數(shù)狀上輻射貼片、等腰直角三角形狀上寄生開路貼片和等腰三角形狀上引向貼片；所述指數(shù)狀上輻射貼片和等腰直角三角形狀上寄生開路貼片位于介質(zhì)基板同一側(cè)，指數(shù)狀上輻射貼片末端經(jīng)過上層終端加載電阻后連接至等腰直角三角形狀上寄生開路貼片，所述等腰三角形狀上引向貼片關(guān)于豎直中心軸線左右對稱；

所述天線貼片下層包括指數(shù)狀下輻射貼片、等腰直角三角形狀下寄生開路貼片和等腰三角形狀下引向貼片；所述指數(shù)狀下輻射貼片、等腰直角三角形狀下寄生開路貼片在矩形介質(zhì)基板上層的投影與指數(shù)狀上輻射貼片、等腰直角三角形狀上寄生開路貼片關(guān)于豎直中心軸線左右對稱，所述等腰三角形狀下引向貼片與對應(yīng)等腰三角形狀上引向貼片位置一致，分布于上下兩層；所述下層終端加載電阻的一端與指數(shù)狀下輻射貼片相連，另一端與等腰直角三角形狀下寄生開路貼片連接；

所述微帶饋線一端與指數(shù)狀上輻射貼片相連，另一端與饋電端口相連。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為：(1)帶寬非常寬，超過五個倍頻程，且覆蓋低頻；通過加載電阻和采用等腰直角三角形狀開路寄生貼片等技術(shù)，吸收低頻端電流，增加諧振點(diǎn)，擴(kuò)展了帶寬；(2)尺寸足夠小，整體天線尺寸僅57mm*50mm；(3)介質(zhì)板材易獲得，天線結(jié)構(gòu)簡單，加工簡便；(4)通過不對稱微帶線側(cè)饋解決了E面方向圖不對稱的問題，定向性好，增益適中。

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的超寬帶小型化對拓Vivaldi天線的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)例的回波損耗仿真與實(shí)測結(jié)果圖。

圖3為1GHz頻率下，本發(fā)明實(shí)例的E面方向圖(圖左)和H面方向圖(圖右)仿真與實(shí)測結(jié)果對比圖。

圖4為3GHz頻率下，本發(fā)明實(shí)例的E面方向圖(圖左)和H面方向圖(圖右)仿真與實(shí)測結(jié)果對比圖。