一种具有超宽带双极化特性的Vivaldi印刷天线的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种具有超宽带双极化特性的Vivaldi印刷天线，本天线由介质板双面印刷金属板构成，辐射单元为指数渐变的金属贴片，采用微带线馈电结构；在指数渐变金属贴片的侧翼设计有等间隔的梳齿状栅格，可使电流集中在槽线附近流动，从而使能量更好的辐射出去以实现天线的超宽带设计，同时还能降低天线在低频段的回波损耗，使天线阻抗匹配效果更佳。贴片天线尾翼结构设计的等间隔的梳齿状扼流栅格，可抑制天线的后向辐射，同时也提高了天线的增益；本实用新型用于超宽带通信系统(工作频率3.1GHz～10.6GHz)中作为发射或接收电磁波的元件。
【专利说明】 —种具有超宽带双极化特性的Vivaldi印刷天线
【技术领域】
[0001]本实用新型公开一种Vivaldi印刷天线,具体涉及一种具有超宽带双极化特性的Vivaldi印刷天线。
【背景技术】
[0002]在2002年，联邦通信委员会(FCC)首次批准了商业用途的超宽带通信的频谱范围为3.1GHz?10.6GHz。超宽带系统的天线设计成为了一个十分热门的方向。超宽带天线具有诸多优点，例如结构简单，高数据速率，成本低以及易于加工。传统的超宽带天线是一个圆形单极子天线与一个与其垂直的金属地板构成的立体结构，这类超宽带天线由于其立体的结构并且通常尺寸较大很难与超宽带系统集成。因此，平面型的超宽带印刷天线被提出，这类天线由于其平面结构很容易与微波电路集成，并且通过优化天线形状可以实现小型化。
实用新型内容
[0003]本实用新型的发明目的在于:为解决以上问题提供一种能降低天线在低频段的回波损耗，使天线阻抗匹配效果更佳，可抑制天线的后向辐射，同时也提高了天线的增益；可作为发射或接收电磁波的元件的具有超宽带双极化特性的Vivaldi印刷天线。
[0004]本实用新型所采用的技术方案是这样的:
[0005]—种具有超宽带双极化特性的Vivaldi印刷天线,包括印刷在介质板上的金属贴片和微带线；所述金属贴片的轮廓由圆形曲线，直线结构，指数结构渐变曲线，圆弧形曲线，等间隔侧翼梳齿状栅格，等间隔尾翼梳齿状扼流栅格组成；所述微带线的轮廓由梯形渐变结构，长方形结构和扇形结构组成；在所述介质板的两侧均有金属贴片和微带线；两块相同的介质板正交放置且其一微带线前移0.5mm。
[0006]进一步地，所述圆形曲线，直线结构，指数结构渐变曲线，圆弧形曲线共同构成槽缝结构。
[0007]进一步地，所述金属贴片上的等间隔侧翼梳齿状栅格宽度为1.5mm，间隔为
2.5mm,长度成等差分布。
[0008]进一步地，所述金属贴片上的等间隔尾翼梳齿状扼流栅格除中心部位外，其宽度和间隔均为2.5mm。
[0009]进一步地,所述介质板厚度为Imm,材料为FR-4,相对介电常数为4.4。
[0010]本实用新型与享有技术相比，其优点在于:
[0011]1、本发明由介质板双面印刷金属板构成，辐射单元为指数渐变的金属贴片，采用微带线馈电结构；在指数渐变金属贴片的侧翼设计有等间隔的梳齿状栅格，可使电流集中在槽线附近流动，从而使能量更好的辐射出去以实现天线的超宽带设计，同时还能降低天线在低频段的回波损耗，使天线阻抗匹配效果更佳；贴片天线尾翼结构设计的等间隔的梳齿状扼流栅格，可抑制天线的后向辐射，同时也提高了天线的增益。[0012]2、本发明用于超宽带通信系统(工作频率3.1GHz?10.6GHz)中作为发射或接收电磁波的元件。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的立体图；
[0014]图2为单片介质板结构示意图；
[0015]图3为微带线结构图；
[0016]图4为介质板与微带线结合图；
[0017]图5:天线在3.1GHz?10.6GHz的驻波比(VSffR)图；
[0018]图6:天线在3.1GHz?10.6GHz增益变化图；
[0019]图7:天线在3.1GHz E/Η面方向图；
[0020]图8:天线在6GHz E/Η面方向图；
[0021]图9:天线在10.6GHz E/Η面方向图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
[0023]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0024]如图1?4所示,一种具有超宽带双极化特性的Vivaldi印刷天线,包括印刷在介质板9上的金属贴片I和微带线8;所述金属贴片I的轮廓由圆形曲线2，直线结构3，指数结构渐变曲线4，圆弧形曲线5，等间隔侧翼梳齿状栅格6，等间隔尾翼梳齿状扼流栅格7组成；所述微带线8的轮廓由梯形渐变结构81，长方形结构82和扇形结构83组成；在所述介质板9的两侧均有金属贴片I和微带线8 ;两块相同的介质板9正交放置且其一微带线8前
移0.5臟。
[0025]所述圆形曲线2，直线结构3，指数结构渐变曲线4，圆弧形曲线5共同构成槽缝结构。
[0026]所述金属贴片I上的等间隔侧翼梳齿状栅格6宽度为1.5mm,间隔为2.5mm,长度
成等差分布。
[0027]所述金属贴片I上的等间隔尾翼梳齿状扼流栅格7除中心部位外，其宽度和间隔均为2.5mm。
[0028]所述介质板9厚度为Imm,材料为FR-4,相对介电常数为4.4。
[0029]如图5?9所示，经过仿真优化得到的天线性能指标如下:在工作频带内(3.1GHz ~ 10.6GHz)内，驻波比VSWR < 2.5，隔离度保持在20dB以上，带内天线的方向图稳定，增益在6dBi以上，并基本呈单调递增趋势。天线尺寸为40*40*72 (mm3)。
[0030]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种具有超宽带双极化特性的Vivaldi印刷天线,其特征在于:包括印刷在介质板(9)上的金属贴片(I)和微带线(8);所述金属贴片(I)的轮廓由圆形曲线(2)，直线结构(3)，指数结构渐变曲线(4)，圆弧形曲线(5)，等间隔侧翼梳齿状栅格(6)，等间隔尾翼梳齿状扼流栅格(7)组成；所述微带线(8)的轮廓由梯形渐变结构(81)，长方形结构(82)和扇形结构(83)组成；在所述介质板(9)的两侧均有金属贴片(I)和微带线(8);两块相同的介质板(9)正交放置且其一微带线(8)前移0.5mm。
2.根据权利要求1所述的一种具有超宽带双极化特性的Vivaldi印刷天线,其特征在于:所述圆形曲线(2)，直线结构(3)，指数结构渐变曲线(4)，圆弧形曲线(5)共同构成槽缝结构。
3.根据权利要求1所述的一种具有超宽带双极化特性的Vivaldi印刷天线,其特征在于:金属贴片(I)上的等间隔侧翼梳齿状栅格(6)宽度为1.5mm,间隔为2.5_，长度成等差分布。
4.根据权利要求1所述的一种具有超宽带双极化特性的Vivaldi印刷天线,其特征在于:金属贴片(I)上的等间隔尾翼梳齿状扼流栅格(7)除中心部位外，其宽度和间隔均为2.5mmο
5.根据权利要求1所述的一种具有超宽带双极化特性的Vivaldi印刷天线,其特征在于:所述介质板(9)厚度为Imm,材料为FR-4,相对介电常数为4.4。
【文档编号】H01Q1/38GK203826551SQ201420200449
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年4月16日 优先权日:2014年4月16日
【发明者】石宪庆, 邱景辉, 张鹏宇 申请人:常州吉赫射频电子技术有限公司