一種具有超寬帶雙極化特性的Vivaldi印刷天線的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種具有超寬帶雙極化特性的Vivaldi印刷天線，本天線由介質(zhì)板雙面印刷金屬板構(gòu)成，輻射單元為指數(shù)漸變的金屬貼片，采用微帶線饋電結(jié)構(gòu)；在指數(shù)漸變金屬貼片的側(cè)翼設(shè)計有等間隔的梳齒狀柵格，可使電流集中在槽線附近流動，從而使能量更好的輻射出去以實現(xiàn)天線的超寬帶設(shè)計，同時還能降低天線在低頻段的回波損耗，使天線阻抗匹配效果更佳。貼片天線尾翼結(jié)構(gòu)設(shè)計的等間隔的梳齒狀扼流柵格，可抑制天線的后向輻射，同時也提高了天線的增益；本實用新型用于超寬帶通信系統(tǒng)(工作頻率3.1GHz～10.6GHz)中作為發(fā)射或接收電磁波的元件。
【專利說明】 —種具有超寬帶雙極化特性的Vivaldi印刷天線
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型公開一種Vivaldi印刷天線,具體涉及一種具有超寬帶雙極化特性的Vivaldi印刷天線。
【背景技術(shù)】
[0002]在2002年，聯(lián)邦通信委員會(FCC)首次批準了商業(yè)用途的超寬帶通信的頻譜范圍為3.1GHz?10.6GHz。超寬帶系統(tǒng)的天線設(shè)計成為了一個十分熱門的方向。超寬帶天線具有諸多優(yōu)點，例如結(jié)構(gòu)簡單，高數(shù)據(jù)速率，成本低以及易于加工。傳統(tǒng)的超寬帶天線是一個圓形單極子天線與一個與其垂直的金屬地板構(gòu)成的立體結(jié)構(gòu)，這類超寬帶天線由于其立體的結(jié)構(gòu)并且通常尺寸較大很難與超寬帶系統(tǒng)集成。因此，平面型的超寬帶印刷天線被提出，這類天線由于其平面結(jié)構(gòu)很容易與微波電路集成，并且通過優(yōu)化天線形狀可以實現(xiàn)小型化。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的發(fā)明目的在于:為解決以上問題提供一種能降低天線在低頻段的回波損耗，使天線阻抗匹配效果更佳，可抑制天線的后向輻射，同時也提高了天線的增益；可作為發(fā)射或接收電磁波的元件的具有超寬帶雙極化特性的Vivaldi印刷天線。
[0004]本實用新型所采用的技術(shù)方案是這樣的:
[0005]—種具有超寬帶雙極化特性的Vivaldi印刷天線,包括印刷在介質(zhì)板上的金屬貼片和微帶線；所述金屬貼片的輪廓由圓形曲線，直線結(jié)構(gòu)，指數(shù)結(jié)構(gòu)漸變曲線，圓弧形曲線，等間隔側(cè)翼梳齒狀柵格，等間隔尾翼梳齒狀扼流柵格組成；所述微帶線的輪廓由梯形漸變結(jié)構(gòu)，長方形結(jié)構(gòu)和扇形結(jié)構(gòu)組成；在所述介質(zhì)板的兩側(cè)均有金屬貼片和微帶線；兩塊相同的介質(zhì)板正交放置且其一微帶線前移0.5mm。
[0006]進一步地，所述圓形曲線，直線結(jié)構(gòu)，指數(shù)結(jié)構(gòu)漸變曲線，圓弧形曲線共同構(gòu)成槽縫結(jié)構(gòu)。
[0007]進一步地，所述金屬貼片上的等間隔側(cè)翼梳齒狀柵格寬度為1.5mm，間隔為
2.5mm,長度成等差分布。
[0008]進一步地，所述金屬貼片上的等間隔尾翼梳齒狀扼流柵格除中心部位外，其寬度和間隔均為2.5mm。
[0009]進一步地,所述介質(zhì)板厚度為Imm,材料為FR-4,相對介電常數(shù)為4.4。
[0010]本實用新型與享有技術(shù)相比，其優(yōu)點在于:
[0011]1、本發(fā)明由介質(zhì)板雙面印刷金屬板構(gòu)成，輻射單元為指數(shù)漸變的金屬貼片，采用微帶線饋電結(jié)構(gòu)；在指數(shù)漸變金屬貼片的側(cè)翼設(shè)計有等間隔的梳齒狀柵格，可使電流集中在槽線附近流動，從而使能量更好的輻射出去以實現(xiàn)天線的超寬帶設(shè)計，同時還能降低天線在低頻段的回波損耗，使天線阻抗匹配效果更佳；貼片天線尾翼結(jié)構(gòu)設(shè)計的等間隔的梳齒狀扼流柵格，可抑制天線的后向輻射，同時也提高了天線的增益。[0012]2、本發(fā)明用于超寬帶通信系統(tǒng)(工作頻率3.1GHz?10.6GHz)中作為發(fā)射或接收電磁波的元件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的立體圖；
[0014]圖2為單片介質(zhì)板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖3為微帶線結(jié)構(gòu)圖；
[0016]圖4為介質(zhì)板與微帶線結(jié)合圖；
[0017]圖5:天線在3.1GHz?10.6GHz的駐波比(VSffR)圖；
[0018]圖6:天線在3.1GHz?10.6GHz增益變化圖；
[0019]圖7:天線在3.1GHz E/Η面方向圖；
[0020]圖8:天線在6GHz E/Η面方向圖；
[0021]圖9:天線在10.6GHz E/Η面方向圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖，對本實用新型作詳細的說明。
[0023]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0024]如圖1?4所示,一種具有超寬帶雙極化特性的Vivaldi印刷天線,包括印刷在介質(zhì)板9上的金屬貼片I和微帶線8;所述金屬貼片I的輪廓由圓形曲線2，直線結(jié)構(gòu)3，指數(shù)結(jié)構(gòu)漸變曲線4，圓弧形曲線5，等間隔側(cè)翼梳齒狀柵格6，等間隔尾翼梳齒狀扼流柵格7組成；所述微帶線8的輪廓由梯形漸變結(jié)構(gòu)81，長方形結(jié)構(gòu)82和扇形結(jié)構(gòu)83組成；在所述介質(zhì)板9的兩側(cè)均有金屬貼片I和微帶線8 ;兩塊相同的介質(zhì)板9正交放置且其一微帶線8前
移0.5臟。
[0025]所述圓形曲線2，直線結(jié)構(gòu)3，指數(shù)結(jié)構(gòu)漸變曲線4，圓弧形曲線5共同構(gòu)成槽縫結(jié)構(gòu)。
[0026]所述金屬貼片I上的等間隔側(cè)翼梳齒狀柵格6寬度為1.5mm,間隔為2.5mm,長度
成等差分布。
[0027]所述金屬貼片I上的等間隔尾翼梳齒狀扼流柵格7除中心部位外，其寬度和間隔均為2.5mm。
[0028]所述介質(zhì)板9厚度為Imm,材料為FR-4,相對介電常數(shù)為4.4。
[0029]如圖5?9所示，經(jīng)過仿真優(yōu)化得到的天線性能指標如下:在工作頻帶內(nèi)(3.1GHz ~ 10.6GHz)內(nèi)，駐波比VSWR < 2.5，隔離度保持在20dB以上，帶內(nèi)天線的方向圖穩(wěn)定，增益在6dBi以上，并基本呈單調(diào)遞增趨勢。天線尺寸為40*40*72 (mm3)。
[0030]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有超寬帶雙極化特性的Vivaldi印刷天線,其特征在于:包括印刷在介質(zhì)板(9)上的金屬貼片(I)和微帶線(8);所述金屬貼片(I)的輪廓由圓形曲線(2)，直線結(jié)構(gòu)(3)，指數(shù)結(jié)構(gòu)漸變曲線(4)，圓弧形曲線(5)，等間隔側(cè)翼梳齒狀柵格(6)，等間隔尾翼梳齒狀扼流柵格(7)組成；所述微帶線(8)的輪廓由梯形漸變結(jié)構(gòu)(81)，長方形結(jié)構(gòu)(82)和扇形結(jié)構(gòu)(83)組成；在所述介質(zhì)板(9)的兩側(cè)均有金屬貼片(I)和微帶線(8);兩塊相同的介質(zhì)板(9)正交放置且其一微帶線(8)前移0.5mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有超寬帶雙極化特性的Vivaldi印刷天線,其特征在于:所述圓形曲線(2)，直線結(jié)構(gòu)(3)，指數(shù)結(jié)構(gòu)漸變曲線(4)，圓弧形曲線(5)共同構(gòu)成槽縫結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有超寬帶雙極化特性的Vivaldi印刷天線,其特征在于:金屬貼片(I)上的等間隔側(cè)翼梳齒狀柵格(6)寬度為1.5mm,間隔為2.5_，長度成等差分布。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有超寬帶雙極化特性的Vivaldi印刷天線,其特征在于:金屬貼片(I)上的等間隔尾翼梳齒狀扼流柵格(7)除中心部位外，其寬度和間隔均為2.5mmο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有超寬帶雙極化特性的Vivaldi印刷天線,其特征在于:所述介質(zhì)板(9)厚度為Imm,材料為FR-4,相對介電常數(shù)為4.4。
【文檔編號】H01Q1/38GK203826551SQ201420200449
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月16日
【發(fā)明者】石憲慶, 邱景輝, 張鵬宇 申請人:常州吉赫射頻電子技術(shù)有限公司