[发明专利]一种超宽带高增益共形Vivaldi端射天线

说明书

本发明公开了一种超宽带高增益共形Vivaldi端射天线，所述天线包括：圆柱形柔性介质基板；设置在所述柔性介质基板的内表面上的金属贴片；以及设置在所述柔性介质基板的外表面上的馈电网络；所述金属贴片包括基于所述柔性介质基板的中心轴线对称设置的第一金属贴片与第二金属贴片，且所述第一金属贴片与所述第二金属贴片连接；所述第一金属贴片与所述第二金属贴片上均设置有喇叭状开口，所述第一金属贴片上的喇叭状开口与所述第二金属贴片的喇叭状开口基于所述中心轴线对称；所述第一金属贴片上的喇叭状开口与所述第二金属贴片上的喇叭状开口的连接处设置有圆形谐振腔。本发明的天线具有工作频带宽、增益高、成本低和结构简单等优点。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种超宽带高增益共形 Vivaldi端射天线。

背景技术

Vivaldi天线，即指数锥削槽天线，是一种非周期、端射式、线极化、渐变行波天线，有较好的高斯脉冲响应，工作频带较宽、增益高、辐射性能较好，并且体积小、易于制作、且适合与固体器件集成一体，无论是作为单个天线使用还是作为相控阵天线的辐射单元，都非常适合。因而Vivaldi天线广泛的应用于宽带或超宽带相控阵雷达，用于完成多目标、多功能的任务，同时相控阵雷达也可以作为ESM、ECM电子对抗和通信等用途，使其成为共用口径的阵列天线系统。

一般传统的Vivaldi天线主要用于平面天线阵列。Vivaldi天线阵的谐振频率由其口径宽度决定，多单元的Vivaldi天线阵列导致其难以小型化。现有技术实现的Vivaldi天线难以实现高增益，尤其在较低频段表现不佳。为了解决这些问题，常规的Vivaldi天线阵列普遍使用特定结构来提高 Vivaldi天线阵列的小型化和增益，如规则的缝隙边缘结构、弧形缝隙、介质透镜等。然而，这些方法会导致Vivaldi天线阵的结构复杂，尺寸大，这在现代无线系统中是不可取的。因此，实现小型化的高增益Vivaldi天线阵仍然是一个挑战。

因此，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种超宽带高增益共形Vivaldi端射天线，旨在解决现有技术的Vivaldi天线难以实现高增益，在较低频段表现不佳，且难以实现小型化的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种超宽带高增益共形Vivaldi端射天线阵列，其中，所述天线阵列包括：圆柱形柔性介质基板；设置在所述柔性介质基板的内表面上的金属贴片；以及设置在所述柔性介质基板的外表面上的馈电网络；

所述金属贴片包括基于所述柔性介质基板的中心轴线对称设置的第一金属贴片与第二金属贴片，且所述第一金属贴片与所述第二金属贴片连接；

所述第一金属贴片与所述第二金属贴片上均设置有喇叭状开口，所述第一金属贴片上的喇叭状开口与所述第二金属贴片的喇叭状开口基于所述中心轴线对称；所述第一金属贴片上的喇叭状开口与所述第二金属贴片上的喇叭状开口的连接处设置有圆形谐振腔。

在一种实现方式中，所述馈电网络包括T型阻抗匹配微带线以及分别设置在所述T型阻抗匹配微带线两端上的扇形金属枝节结构。

在一种实现方式中，所述第一金属贴片上用于形成所述喇叭状开口的槽线与所述第二金属贴片上用于形成所述喇叭状开口的槽线形状相同，均为渐变形槽线；两个所述渐变形槽线的底端连接处形成所述圆形谐振腔。

在一种实现方式中，所述渐变形槽线呈指数型渐变，所述渐变型槽线以所述柔性介质基板上与所述喇叭状开口的开口方向相反的底边中心为原点。

在一种实现方式中，所述柔性介质基板的尺寸为235.6*230.0mm²，厚度为0.24～0.28mm，介电常数为3.1。

在一种实现方式中，所述金属贴片高度为220～240mm，长度为117.8mm。