[实用新型]一种超宽带Vivaldi天线

说明书

本实用新型公开了一种超宽带Vivaldi天线，包括介质板、金属导电层以及金属微带馈线，所述金属导电层以及金属微带馈线分别印刷于介质板的两侧，所述金属导电层开设指数渐变槽线而形成有两个天线辐射臂，该天线辐射臂为左右两边指数不同的双指数渐变Vivaldi天线，并呈间隔分布地设有多个十字型缝隙。本实用新型的Vivaldi天线具备高增益、带宽宽、集成度高、成本低以及便于大规模加工生产等优点。

技术领域

本实用新型涉及通讯技术领域，尤其涉及一种超宽带Vivaldi天线。

背景技术

天线在无线技术设备中发挥了不可替代的作用，一般作为终端设备使用，发挥了接收和发送电磁波信号的作用。随着无线技术的不断发展，天线在雷达系统、室内外通信系统、遥感装置、测量装置等多邻域发挥着至关重要的作用，如今天线的功能运用已不局限于接收和发送电磁波方面，甚至于将天线性能与信号处理系统紧密结合，使天线发挥部分处理信号的功能。随着电子设备的高度集成化以及小型便携化，天线作为无线设备中的重要组成构件，需满足集成化、平面化、小型化等特定要求，所以天线的设计必须考虑小体积、轻重量、低成本、可共形等技术指标。与此同时，随着通信技术的不断进步，通信速率不断提升，超宽带(Ultra-wideband，UWB)通信的独特优势日益突显，天线在部分系统中的应用日趋宽带化，随着客观需求，天线的超宽带技术不断演化创新。

Vivaldi天线单元尺寸要求达到低频端截止点的半波长，而以往采用加载技术进行的小型化天线设计需要付出增益的代价，因此在实际应用中迫切的需要一种具有小型化尺寸的高增益天线单元。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种新型的超宽带Vivaldi天线，包括介质板、金属导电层以及金属微带馈线，所述金属导电层以及金属微带馈线分别印刷于介质板的两侧，所述金属导电层开设指数渐变槽线而形成有两个天线辐射臂，该天线辐射臂为左右两边指数不同的双指数渐变Vivaldi天线，并呈间隔分布地设有多个十字型缝隙。

优选地，所述金属微带馈线包括依次连接的水平部分和竖直部分，所述水平部分的端部连接有扇形部分，其扇形半径Rstub为10mm，扇形角度Q为90°。

优选地，所述金属微带馈线的水平部分的长度L1为14mm,宽度W1为1mm；所述竖直部分长度L2为17mm，宽度W2为6mm。

优选地，所述介质板为长方形，且基材为Fr-4材料，该介质板的长L0、宽W0、厚度T分别为60mm、50mm、2mm。

优选地，所述金属导电层的所述槽线包括圆形槽线、平行槽线以及指数渐变槽线，所述金属导电层的厚度为18um，所述指数渐变槽线的一边指数渐变线的长度L3为15mm，宽度W3为50mm，其另一边指数渐变线的长度L31为35mm，宽度W3为50mm；所述平行槽线长度L4为10mm，宽度W4为2mm；所述圆形槽线直径D为9.6mm，圆形槽线到底边的距离L5为5mm。

优选地，所述渐变槽线两侧分别各自设有一排十字型缝隙，所述十字型缝隙的长L6和宽W6分别为5mm、1mm。

优选地，所述渐变槽线指数渐变率分别为R1,R2，其中，R1为0.48mm，R2为0.0025mm。

有益效果：

本实用新型专利通过设计双指数渐变结构，在尺寸不变的情况下，获得宽带宽，通过在天线两面加载十字型缝隙，增加电流流经路径减小截止频率，达到小型化的目的，与现有技术相比，其显著优点在于：

(1)本实用新型提出的Vivaldi天线具有10倍带宽，在1GHz-20GHz内电压驻波比(VSWR)＜3，最大增益达到9.1dBi,并且天线的辐射性能稳定。

(2)本实用新型提出的小型化高增益Vivaldi天线集成度高，成本低，便于大规模加工生产。

附图说明