[发明专利]一种Vivaldi天线

说明书

本发明公开了一种Vivaldi天线，PCB板顶面层包括输入端口馈线、终端开路半波长谐振器和终端短路阶梯阻抗谐振器；PCB板底面层的金属接地板上开有槽线结构，槽线结构为轴线对称，包括圆形谐振腔、矩形槽线和喇叭形槽线，圆形谐振腔、矩形槽线和喇叭形槽线沿槽线结构的对称轴线依次串接；输入端口馈线、半波长谐振器和终端短路阶梯阻抗谐振器与槽线结构的对称轴线正交，输入端口馈线布置在矩形槽线与圆形谐振腔的连接部位；终端开路半波长谐振器布置在圆形谐振腔的正上方，终端短路阶梯阻抗谐振器布置在矩形槽线与喇叭形槽线的连接部位。本发明具有结构简单、损耗低、带宽宽、辐射效率高、高矩形系数陷波特性等优点,非常适用于现代无线通信系统。

[技术领域]

本发明涉及微波无源器件，尤其涉及一种Vivaldi天线。

[背景技术]

近年来，随着无线通信市场的竞争，通信朝着高速度、宽频带方向发展，频谱资源作为一个国家有限的资源，已经到了捉襟见肘的地步，因此当前对能够工作在多频段多标准下的移动通信设备的需求日益增大。传统的滤波天线设计方法着眼于天线和滤波器器件本身，先按标准阻抗单元进行独立的设计和优化，然后直接连接在一起，由于器件间的相互影响，这种方式可能使得级联后阻抗失配，总体性能恶化。为了避免这种影响，通常在天线与滤波器之间增加额外的匹配电路。然而，这会使电路变得复杂，尺寸和损耗也会增大。因而，从天线和滤波器的整体性能出发，将天线与滤波器进行一体化设计，构成结构紧凑的滤波天线。

已有文献报道了带有陷波特性的Vivaldi天线的结构：

2015年，Deqiang Yang、Sihao Liu等人在IEEE.International Symposium onMicrowave,Antenna,Propagation,and EMC Technologies(28-30Oct.2015)上发表“ACompact Vivaldi Antenna with Triple Band-notched Characteristics”，该篇文章提出在传统微带-槽线耦合馈电Vivaldi天线的基础上，在馈电的微带线附近引入三个SIR谐振结构，使得天线在Wlan频段内实现三个陷波点。这种设计方法能够产生三个陷波通带，改善陷波处的矩形系数，但是结构加工复杂，误差较大。

2014年，Priyanka Natani,Latheef Ahmed Shaik等人在IEEE.InternationalConference on Emerging Technology Trends in Electronics,Communication andNetworking(26-27Dec.2014)上发表“Hexagonal SRR Coupled UWB Vivaldi Antenna forFrequency Notched Applications”，提出在微带线的馈线部分引入两个六边形开环谐振器实现的一个陷波的Vivaldi天线，虽然此种方案能够在陷波处得到很好的矩形系数，但是结构复杂，加工误差大。

2014年，Aravinda Reddy K，Natarajamani S和S.K.Behera在IEEE.International Conference on Computing,Electronics and ElectricalTechnologies(21-22March 2012)上发表了“Antipodal Vivaldi Antenna UWB Antennawith 5.5GHz Band-Notch Characteristics”，提出在辐射单元上蚀刻出两个对称的Ω型槽线，利用该槽线的长度来控制产生陷波的频率，该设计产生一个陷波，但是矩形系数较差，频率选择性不好。

由上可知，现有技术实现具有陷波特性的Vivaldi天线比较复杂，不便于加工集成，且非陷波频率通带的增益不高，陷波处的频率选择性不好，不适用于现代无线通信系统。

[发明内容]

本发明的要解决的技术问题是提供一种结构简单、高矩形系数陷波特性、方向性良好的Vivaldi天线。