[实用新型]一种3.1～10.6GHz Vivaldi超宽带天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超宽带天线。

背景技术

UWB天线不能仅仅从其带宽来衡量其是否适合于UWB信号的传输，还要对其时域特性进行考虑。这些特性决定了不能用传统的方法来设计UWB天线系统，必须探索新的设计方法和经验。

从20世纪40年代开始，各国的理论和技术研究人员对应用到民用领域的UWB天线开始了深入的研究，设计出了许多性能良好的UWB天线。特别是从20世纪60年代以后，随着各种电磁问题的数值方法的不断成熟和完善，UWB天线的理论研究和改进设计也不断的发展。UWB天线的结构也越发复杂多样，早期的UWB天线结构主要是立体结构，如双锥天线、扇形偶极子天线等。这些天线存在体积大、馈电难、辐射效率低等缺点。随着微波集成电路的发展，UWB贴片天线不断发展起来，如微带天线、槽线天线等。这些天线特别是槽线天线结构简单，平面结构，非常有利于便携通信设备中的应用。同时还有利用光刻技术，制成毫米波、亚毫米波段的UWB集成天线。现有的槽线天线设计了1.2GHz～7.5GHz的Vivaldi天线并应用到测量系统中，但还没有设计适合3.1～10.6GHz频段的槽线天线，同时并没有推广到民用无线通信领域。

实用新型内容

为了克服以往天线的体积大、馈电难、辐射效率低、频段不适于民用无线通信领域的缺陷，本实用新型提供了一种3.1～10.6GHz Vivaldi超宽带天线。

本实用新型由介质板和金属导体层组成，所述的金属导体层上设有上侧渐变槽线段和下侧渐变槽线段，金属导体层附于介质板的正板，介质板的背板的一侧设有微带馈电线，微带馈电线为二级馈电竖向结构，金属导体层上的上侧渐变槽线段、下侧渐变槽线段的内端分别与圆形槽线谐振腔相连接，上侧渐变槽线段、下侧渐变槽线段的外端分别向介质板的上下两侧展开，上侧渐变槽线段与下侧渐变槽线段上下对称，微带馈电线的内端为耦合馈电点，耦合馈电点的上端连接一级微带馈电线，一级微带馈电线的上端连接二级微带馈电线；所述的圆形谐振腔与介质板背板之间的距离L_G为1.61mm，圆形谐振腔的直径D_sl为8.91mm，上侧渐变槽线段与下侧渐变槽线段的内侧宽度W_SL为1.19mm，圆形谐振腔到耦合馈电点的距离L_TC为1.28mm，耦合馈电点到下侧渐变槽线段的距离L_TA为16.11mm，一级微带馈电线的宽度W_ST1为2.22mm，二级微带馈电线的宽度W_ST2为4.84mm，上侧渐变槽线段与下侧渐变槽线段的指数渐变率R为0.03mm-1，介质板的长度d为165.70mm，上侧渐变槽线段与下侧渐变槽线段的开口长度L为137.90mm，微带馈电线上端的扇形短截线的开口角度A_R为88°，微带馈电线上端的扇形短截线的半径R_R为4.75mm，上侧渐变槽线段与下侧渐变槽线段的外侧开口的宽度H为90.00mm，介质板的宽度b为100.00mm。

本实用新型的Vivaldi天线的频段为3.1～10.6GHz，能够适于民用无线通信领域，同时所设计的Vivaldi天线还具有体积小、馈电简单、辐射效率高的特点。Vidaldi天线是由较窄的槽线过渡到较宽的槽线构成的行波天线。它有很宽的频带，它是一种高增益、线极化天线，它有很宽的频带。它还具有良好的时域特性，时域接收波形具有非色散特性。

附图说明

图1是本实用新型的附有金属导体层的正板的结构示意图，图2是本实用新型的设有微带馈电线的背板的结构示意图，图3是本实用新型的几何结构参数示意图，图4是测试后的S11参数图，图5是测量辐射方向图。

具体实施方式