[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

说明书

本发明提供了一种面向5G的超材料结构宽带对跖Vivaldi天线及其测量方法。该方案包括第一金属辐射片、第二金属辐射片、引向器、介电基板、边长g1的超材料结构阵列组成；第一金属辐射片与第二金属辐射片以介电基板中线为对称轴分别对称印刷在介电基板中矩形水平面的正面和背面，第一金属辐射片与第二金属辐射片上各刻蚀四条矩形槽线；其中，矩形槽线与介电基板中线的夹角分别为60°；超材料结构以介电基板中心馈线为对称轴，左右对称分布；第一金属辐射片与第二金属辐射片包括内渐变线与外渐变线。该方案可延展天线带宽，提升高频条件下频率范围的辐射增益，并抑制低频条件下因辐射增益提高导致的波束变形等不良情况，保持了天线高增益及波束对称特性。

技术领域

本发明涉及无线电技术领域，更具体地，涉及一种面向5G的超材料结构宽带对跖Vivaldi天线及其测量方法。

背景技术

随着5G/B5G技术的飞速发展，目前国际上确定6GHz以下将用于远距离传输通信，世界无线电通信大会已正式确定了5G毫米波通信频段，24.25GHz～27.5GHz可用于5G近距离传输，这为我国5G移动通信网络、通信计量及测试技术发展奠定了基础。

近年来，迅猛发展的新一代人工电磁媒介，如光子晶体、超材料等，为电磁波的调控提供了强有力的理论基础。通过改变人工电磁媒介的相关拓扑，能够调控其对于外来电磁波的响应，从而达到自然界中的材料所不能实现的属性，如负介电常数、负磁导率等。

然而，随着通信频率不断升高，天线以及封装的尺寸将越来越小，通信芯片速率不断上升，传统的封装结构在高频处会出现辐射超标。因此，在现有的电磁兼容性计量与校准过程中，需要置换多套天线才能满足5G测试需求。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种面向5G的超材料结构宽带对跖Vivaldi天线及其测量方法，其可以实现可延展天线带宽，拓宽天线的工作频段，提升天线辐射增益，消除天线增益峰值的偏移问题。

根据本发明实施例第一方面，提供一种面向5G的超材料结构宽带对跖Vivaldi天线。

所述的一种面向5G的超材料结构宽带对跖Vivaldi天线包括介电基板、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包括内渐变线与外渐变线。

在一个或多个实施例中，优选地，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；