[发明专利]一种面向5G的超材料结构宽带对跖Vivaldi天线及其测量方法

权利要求书

1.一种面向5G的超材料结构宽带对跖Vivaldi天线，其特征在于，包括介电基板、第一金属辐射片、第二金属辐射片、引向器、超材料结构贴片、介电基板之间的介质层；

所述介电基板为矩形，所述矩形的长边长度为L，所述矩形的短边长度为W；

所述第一金属辐射片在所述介电基板正面，所述第二金属辐射片在所述介电基板反面；

所述第一金属辐射片和所述第二金属辐射片上各设置有4个矩形槽线；

所述介电基板设置有中心馈线，所述4个矩形槽线与所述中心馈线夹角为60°；

所述超材料结构贴片以所述中心馈线为对称轴，左右对称分布；

所述引向器以所述中心馈线为对称轴，左右对称分布；

所述第一金属辐射片与第二金属辐射片都包括内渐变线与外渐变线；

其中，所述外渐变线为第一计算公式形式的指数渐变线；

所述第一计算公式为：

y＝-0.02282exp(0.16x)+230.026

其中，x和y为所述指数渐变线的x坐标和y坐标；

其中，当x＝x₁时，y＝y₁；当x＝x₂时，y＝y₂，其中，x₁、y₁、x₂、y₂为指数渐变线的起始点坐标(x₁,y₁)和终点的坐标(x₂,y₂)，且|x₂-x₁|＝185mm；

所述引向器为椭圆曲线，所述椭圆曲线的长轴为34mm；所述椭圆曲线的短轴为3mm；

所述矩形槽线的长边长度为52mm，所述矩形槽线的短边长度为1mm；

所述超材料结构贴片包括64个方形贴片，所述64个方形贴片形成超材料结构阵列，所述超材料结构阵列以所述中心馈线为对称轴，所述中心馈线的左侧和右侧分别有32个方形贴片。

2.如权利要求1所述的一种面向5G的超材料结构宽带对跖Vivaldi天线，其特征在于，宽带对跖Vivaldi天线的阻抗带宽内增益为4.10dB～13.10dB。

3.一种采用权利要求1-2中任一项所述的一种面向5G的超材料结构宽带对跖Vivaldi天线的测量方法，其特征在于，包括：

根据天线的辐射开槽曲线获得天线表面的电流分布；

获取渐变槽线参数，根据渐变槽线参数校对所述第一金属辐射片和所述第二金属辐射片是否满足所述渐变槽线参数；

计算特性阻抗数值，判断是否满足预设的特性阻抗需求。

4.如权利要求3所述的一种面向5G的超材料结构宽带对跖Vivaldi天线的测量方法，其特征在于，所述根据天线的辐射开槽曲线获得天线表面的电流分布，具体包括：

获得第二计算公式形式的辐射开槽曲线；

利用第三计算公式根据所述辐射开槽曲线获得曲线长度；

根据所述曲线长度和第四计算公式计算所述天线表面的电流的分布；

所述第二计算公式为：

F(x)＝c₁exp(ax)-c₂

其中，F(x)为辐射开槽曲线函数，c₁为第一衰减系数，c₂为第二衰减系数，a为衰减指数，x为辐射开槽曲线的横坐标；

所述第三计算公式为：

其中，F(x)为辐射开槽曲线函数，x为辐射开槽曲线的横坐标，x₀为起点横坐标，x_f为终点横坐标，S(x)为所述曲线长度；

所述第四计算公式为：

I＝I₀×A[S(x)]×sin{B×[S(x)-S(x_f)]}

其中，I为所述天线表面的电流，I₀为所述天线表面的电流初值，A[S(x)]为所述曲线长度的衰减系数，B为传播常数，S(x)为辐射开槽曲线在横坐标x位置时的曲线长度，S(x_f)为终点横坐标时的曲线长度。