[发明专利]超宽带金属Vivaldi双极化天线

说明书

本发明公开了超宽带金属Vivaldi双极化天线，用一维DBF天线体制；在俯仰方向，每一列的6个天线单元与功率合路器构成一个DBF天线阵单元；在方位方向，由10个DBF天线阵单元组成，由DBF系统完成数字波束扫描，在方位方向实现±30°波束覆盖。所述天线单元为全金属Vivaldi双极化天线单元，包括第一金属振子、第二金属振子第三金属振子和第四金属振子；第一金属振子、第二金属振子第三金属振子和第四金属振子均为扇形金属镂空框架，其同一侧框架由ABS固定夹板和SMA接头固定。本发明在轻量化和小型化的同时能够在较宽的频率范围内，保持优良的天线电性能特性，且全金属材料适宜舰载环境。

技术领域

本发明属于天线技术领域，具体涉及超宽带金属Vivaldi双极化天线。

背景技术

随着雷达、通信技术的发展，由于搭乘载体的多样性，加上严格的重量和空间的限制，这就要求同一副天线能实现多种功能，包括通信、目标探测与跟踪、电子干扰等。可以快速扫描和同时实现多波束的相控阵就能满足这一要求。而其中的天线单元必须具备宽带运行、满足所需扫描角范围、便于单片集成等。其中的首要候选人,满足所有要求的是Vivaldi双极化天线。

Vivaldi天线是一种应用日益广泛的超宽带天线，于1979年提出的一种按指数规律渐变的槽线天线，具有很宽的频带、高的增益以及良好的时域特性等优点，可以做成随频率变化具有恒定增益的天线，由它组成的单极化和双极化阵列能够用于宽带天线阵列或宽频带扫描角的相控阵中。近年来，Vivaldi天线一直受到国内外学者的热点研究。

Vivaldi天线采用平面印刷结构，介质基板两侧分别贴有渐变结构的金属薄片，物理强度较低，它的馈电结构比较复杂，整体制作加工成本较高；其次，Vivaldi双极化天线工作于高频段(5GHz以上)时，微带线或带状线馈电结构的特性阻抗容易随频率的变化而发生改变，产生色散现象，从而影响天线的性能。

传统的Vivaldi天线采用平面印刷结构，介质基板两侧分别贴有渐变结构的金属薄片，物理强度较低，它的馈电结构比较复杂，整体制作加工成本较高；其次，Vivaldi双极化天线工作于高频段(5GHz以上)时，微带线或带状线馈电结构的特性阻抗容易随频率的变化而发生改变，产生色散现象，从而影响天线的性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供超宽带金属Vivaldi双极化天线。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

超宽带金属Vivaldi双极化天线，采用一维DBF天线体制；

在俯仰方向，每一列的6个天线单元与功率合路器构成一个DBF天线阵单元；

在方位方向，由10个DBF天线阵单元组成，由DBF系统完成数字波束扫描，在方位方向实现±30°波束覆盖。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的天线单元按照6行10列分布，共60个，其中有效辐射单元为6×8个单元；

每一列的6个天线单元与功率合路器构成一个DBF天线阵单元，共有10个DBF天线阵单元，最左边与最右边为寄生单元，用来降低边缘效应。

上述的天线单元为全金属Vivaldi双极化天线单元，包括第一金属振子、第二金属振子第三金属振子和第四金属振子；

第一金属振子、第二金属振子第三金属振子和第四金属振子均为扇形金属镂空框架，其同一侧框架由ABS固定夹板和SMA接头固定。