[实用新型]一种超宽带高增益天线

说明书

本实用新型提供了一种超宽带高增益天线，包括介质板，印刷于介质板上的异面Vivaldi天线结构、引向器、超材料单元，以及环绕设置于介质板底部周围的反射面结构；所述异面Vivaldi天线结构包括分别印刷于介质板正面和反面的第一金属和第二金属；第一金属的上部和第二金属的上部在介质板上的投影之间形成一下小上大的渐变缝隙；所述引向器印刷在介质板的正面或反面，且位于所述渐变缝隙中间；所述超材料单元印刷于介质板的正面和反面，且位于所述引向器上方。本实用新型改善了天线低频段阻抗匹配，使天线获得超宽的工作频带，拓展超宽带天线的阻抗带宽。同时，本实用新型可减小天线的反向辐射，增加天线的辐射效率，从而提高天线的增益。

技术领域

本实用新型涉及通讯天线领域，具体涉及一种超宽带高增益天线。

背景技术

超宽带天线由于工作频带宽、通信容量大和小型化等优点而被广泛的应用于微波测量、无线通信和图像传输等领域。超宽带天线不仅要具有极宽的工作频带和良好的阻抗匹配特性，也要具有较小的群延时、良好的辐射性和较高的增益等特点。为了确保超宽带通信的高效性，降低对发射系统的要求，研究具有高增益特性的超宽带天线具有重要的意义。

公开号为CN109638466A的中国发明专利提出了一种用于提高超宽带天线增益的超材料频率选择表面结构，该发明在超宽带天线下方增加一组超材料频率选择表面作为天线的反射面，以达到提高天线增益的目的。但该发明所述天线工作频带较窄，且在高频段天线增益的增加的幅度逐渐降低。

公告号为CN205081238U的中国实用新型专利提出了一种基于径向盘阻抗变换器的超宽带高增益天线，该专利基于一种矩形喇叭，通过在馈电处增加径向盘阻抗变换器，保障天线的辐射效率，从而增加天线的增益。该专利可以显著的增加天线的增益，但其电压驻比大于2.5，无法实际应用。

综上所述，有必要对天线结构进行改进，以有效提高天线的增益。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对现有技术中存在的问题，提供一种超宽带高增益天线，其在具备超宽的工作频带的同时，还具有较高的辐射效率和天线增益。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种超宽带高增益天线，包括介质板，印刷于介质板上的异面Vivaldi天线结构、引向器、超材料单元，以及环绕设置于介质板底部周围的反射面结构；

所述异面Vivaldi天线结构包括分别印刷于介质板正面和反面的第一金属和第二金属；第一金属的下部和第二金属的下部在介质板上的投影互相交叉重叠形成匹配馈电网络，第一金属的上部和第二金属的上部在介质板上的投影交叉于介质板中线处后，分别偏向介质板中线的左右两侧设置；第一金属的上部和第二金属的上部靠近介质板中线一侧的边缘呈指数型曲线状，使得第一金属的上部和第二金属的上部在介质板上的投影之间形成一下小上大的渐变缝隙；

所述引向器印刷在介质板的正面或反面，且位于所述渐变缝隙中间；

所述超材料单元印刷于介质板的正面和反面，且位于所述引向器上方。

进一步地，所述第一金属的上部设有若干条第一缝隙，所述第二金属的上部设有若干条第二缝隙；

所述第一缝隙和第二缝隙为终端开路的矩形缝隙，其开口朝向介质板外侧设置。

进一步地，所述第一缝隙和第二缝隙的数量相等，且互相对称排列。

进一步地，所述第一金属上的第一缝隙有4条，4条第一缝隙之间依次等间距排列；所述第二金属上的第二缝隙也有4条，4条第二缝隙之间依次等间距排列。

进一步地，所述匹配馈电网络包括位于第一金属下部的渐变地板和位于第二金属下部的微带线。

进一步地，位于第二金属下部的微带线为50欧姆微带线。