電阻加載的小型化側(cè)饋對趾Vivaldi天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明新型屬于機載通信領(lǐng)域的超寬帶天線技術(shù)，尤其涉及電阻加載的小型化側(cè)饋對趾Vivaldi天線。該天線是結(jié)構(gòu)比較簡單的微帶天線，由上層金屬層、介質(zhì)基板和下層金屬層依次疊加而成。所述的天線是在傳統(tǒng)對趾Vivaldi天線的基礎(chǔ)上，饋電線彎折至側(cè)邊，極大程度地減小了天線的尺寸，提高了小型化程度；饋電線的寬度是階梯式變化的，使得該天線在更寬的帶寬上保持良好的輸入阻抗匹配；利用電阻加載和寄生貼片的方式來提高方向性；采用特殊形狀的加載金屬片，使得在提高方向性的同時保持較高的增益。
【專利說明】
電阻加載的小型化側(cè)饋對趾V i va I d i天線
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明新型屬于機載通信領(lǐng)域的超寬帶天線技術(shù)，尤其涉及電阻加載的小型化側(cè)饋對祉Vivaldi天線。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代飛行器通常攜帶大量的監(jiān)視和通信設(shè)備，這就需要更多數(shù)量的天線來進行數(shù)據(jù)交換和通信聯(lián)系。然而，飛行器因為空間限制，又要防止各天線之間的干擾，故能夠安裝的天線數(shù)量十分有限。因此機載天線迫切需要滿足小型化、寬帶等的通信需求。并且，飛行器需要有較長的通信距離，這就要求天線還需要滿足良好的定向特性。
[0003]Vivaldi天線就是這么一類增益高、方向性強，帶寬寬的天線。然而在當(dāng)前市場的超寬帶天線中，很難滿足在小型化的同時有良好的定向特性。如文獻(xiàn)“Y形縫隙加載小型化超寬帶Vivaldi端射天線”(空軍工程大學(xué)學(xué)報，2015年4月，第16卷第2期，p73?p77)，通過在輻射貼片兩側(cè)加載Y形縫隙的方法，將天線表面電流匯聚于槽線附近，使天線的輻射特性明顯提高，但是后瓣輻射較大，輻射效率較低。文獻(xiàn)“平衡對拓Vivaldi天線的改進設(shè)計”(電子元件與材料，2014年4月，第33卷第4期，p37?p39)，在常規(guī)平衡對拓Vivaldi天線的基礎(chǔ)上，通過加載半橢圓介質(zhì)板和開不對稱半橢圓槽，很好地改善了天線的方向特性，具有較高的增益和較強的方向性，然而在小型化方面做得比較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明的目的:為了提供一種效果更好的電阻加載的小型化側(cè)饋對趾Vivaldi天線，具體目的見具體實施部分的多個實質(zhì)技術(shù)效果。
[0005]為了達(dá)到如上目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案:
電阻加載的小型化側(cè)饋對趾Vivaldi天線，其特征在于，包含天線本體，天線本體包含上層金屬層、介質(zhì)基板和下層金屬層，上層金屬層包括由微帶饋電線、微帶饋電線與金屬區(qū)相連，金屬區(qū)與加載電阻相連，加載電阻與加載金屬區(qū)相連;下層金屬層上的布置與除去微帶饋電線的上層金屬層的布置是關(guān)于中心線鏡像對稱的;天線本體從中部對折。
[0006]本發(fā)明進一步技術(shù)方案在于，所述金屬區(qū)為指數(shù)曲線線包圍的金屬區(qū)。
[0007]本發(fā)明進一步技術(shù)方案在于，微帶饋電線的寬度是階梯式變化的，越接近金屬片寬度越小。
[0008]本發(fā)明進一步技術(shù)方案在于，所述加載電阻為貼片電阻。
[0009]本發(fā)明進一步技術(shù)方案在于，所述加載金屬區(qū)是由三條直線和指數(shù)曲線組合的區(qū)域，加載金屬區(qū)上開等間隔的矩形槽線，而且加載金屬區(qū)的指數(shù)曲線和金屬區(qū)的指數(shù)曲線平行。
[0010]本發(fā)明進一步技術(shù)方案在于，上層金屬層還包含寄生貼片，寄生貼片是矩形金屬片，位于中央靠上的位置;下層金屬層也包含寄生貼片。
[0011]本發(fā)明進一步技術(shù)方案在于，所述中心線和寄生貼片的中心線貼合。
[0012]本發(fā)明進一步技術(shù)方案在于，所述介質(zhì)基板為FR-4介質(zhì)基板。
[0013]采用如上技術(shù)方案的本發(fā)明，相對于現(xiàn)有技術(shù)有如下有益效果:本發(fā)明新型的電阻加載小型化側(cè)饋對趾Vivaldi天線與現(xiàn)有Vivaldi天線相比，具有以下優(yōu)點:
(I)小型化程度比較高，VSWR〈2時的最低頻率達(dá)到410MHz。
[0014](2)帶寬達(dá)到13倍頻。
[0015](3)采用了電阻加載和矩形寄生貼片，方向性有很大的提高。
[0016](4)后瓣很低。
【附圖說明】
[0017]為了進一步說明本發(fā)明，下面結(jié)合附圖進一步進行說明:
圖1是本發(fā)明新型的一個具體實施例的上表面；
圖2是實施例的下表面；
圖3是實施例的側(cè)視圖；
圖4是實施例的駐波比(VSWR)特性；
圖5是實施例的增益特性；
圖6是實施例在頻率為2GHz的方向圖特性；
圖7是實施例在頻率為3GHz的方向圖特性；
其中:1.微帶饋電線、2.金屬區(qū)、3.加載電阻、4.加載金屬區(qū)、5.寄生貼片。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行說明，實施例不構(gòu)成對本發(fā)明的限制:
參見附圖1?3，本發(fā)明新型的一種電阻加載的小型化側(cè)饋對趾Vivaldi天線，由上層金屬層、下層金屬層和中間的介質(zhì)基板構(gòu)成。
[0019]如圖1所示，上層金屬層包括由微帶饋電線(、指數(shù)曲線線包圍的金屬區(qū)、加載電阻
3、加載金屬區(qū)4和寄生貼片5。其中，微帶饋電線I與指數(shù)曲線包圍的金屬區(qū)相連，指數(shù)曲線包圍的金屬區(qū)與加載電阻3相連，加載電阻3與加載金屬區(qū)4相連。并且，微帶饋電線I的寬度是階梯式變化的。加載電阻3為貼片電阻。加載金屬區(qū)4的是由三條直線和指數(shù)曲線組合的區(qū)域，并在邊上開等間隔的矩形槽線，而且加載金屬區(qū)4的指數(shù)曲線是金屬區(qū)指數(shù)曲線的一部分。寄生貼片5則是矩形金屬片，位于中央靠上的位置。
[0020]下層金屬層與除去微帶饋電線I的上層金屬層是關(guān)于中心線鏡像對稱的，中心線為圖1和圖2中的虛線。
[0021]該天線采用的是普通的FR-4介質(zhì)基板。上層金屬層與下層金屬層是附在介質(zhì)基板的上下表面。
[0022]—種電阻加載的小型化側(cè)饋對趾Vivaldi天線，主要是在傳統(tǒng)對趾Vivaldi天線的基礎(chǔ)上，饋電線彎折至側(cè)邊。極大程度地減小了天線的尺寸，提高了小型化程度。并利用電阻加載的方式來提高方向性。其特征在于，該天線是結(jié)構(gòu)比較簡單的微帶天線，由上層金屬層、介質(zhì)基板和下層金屬層依次疊加而成。
[0023]本發(fā)明新型的電阻加載的小型化側(cè)饋對趾Vivaldi天線經(jīng)實際測試證明:阻抗帶寬最低能達(dá)到410MHz，最低頻率的增益大于-3dB。在整個帶寬中具有較強的方向性，最高增益能達(dá)到8.24dB，如圖4?圖7所示。
[0024]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該了解本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.電阻加載的小型化側(cè)饋對趾Vivaldi天線，其特征在于，包含天線本體，天線本體包含上層金屬層、介質(zhì)基板和下層金屬層，上層金屬層包括由微帶饋電線、微帶饋電線與金屬區(qū)相連，金屬區(qū)與加載電阻相連，加載電阻與加載金屬區(qū)相連;下層金屬層上的布置與除去微帶饋電線的上層金屬層的布置是關(guān)于中心線鏡像對稱的;天線本體從中部對折。2.如權(quán)利要求1所述的電阻加載的小型化側(cè)饋對趾Vivaldi天線，其特征在于，所述金屬區(qū)為指數(shù)曲線線包圍的金屬區(qū)。3.如權(quán)利要求1所述的電阻加載的小型化側(cè)饋對祉Vivaldi天線，其特征在于，微帶饋電線(I)的寬度是階梯式變化的，越接近金屬片寬度越小。4.如權(quán)利要求1所述的電阻加載的小型化側(cè)饋對趾Vivaldi天線，其特征在于，所述加載電阻為貼片電阻。5.如權(quán)利要求2所述的電阻加載的小型化側(cè)饋對趾Vivaldi天線，其特征在于，所述加載金屬區(qū)是由三條直線和指數(shù)曲線組合的區(qū)域，加載金屬區(qū)上開等間隔的矩形槽線，而且加載金屬區(qū)的指數(shù)曲線和金屬區(qū)的指數(shù)曲線平行。6.如權(quán)利要求1所述的電阻加載的小型化側(cè)饋對祉Vivaldi天線，其特征在于，上層金屬層還包含寄生貼片，寄生貼片是矩形金屬片，位于中央靠上的位置;下層金屬層也包含寄生貼片。7.如權(quán)利要求1所述的電阻加載的小型化側(cè)饋對趾Vivaldi天線，其特征在于，所述中心線和寄生貼片的中心線貼合。8.如權(quán)利要求1所述的電阻加載的小型化側(cè)饋對趾Vivaldi天線，其特征在于，所述介質(zhì)基板為FR-4介質(zhì)基板。
【文檔編號】H01Q13/08GK106025538SQ201610607105
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月29日
【發(fā)明人】朱永忠, 謝文宣
【申請人】中國人民武裝警察部隊工程大學(xué)