CN109193144A - 非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线 - Google Patents

非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线 Download PDF

Info

Publication number
CN109193144A
CN109193144A CN201811050682.1A CN201811050682A CN109193144A CN 109193144 A CN109193144 A CN 109193144A CN 201811050682 A CN201811050682 A CN 201811050682A CN 109193144 A CN109193144 A CN 109193144A
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
trunk
flexed
wide band
band high
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811050682.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109193144B (zh
Inventor
张雨薇
林澍
余尚
亚历山大.杰尼索夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Institute of Technology
Original Assignee
Harbin Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Institute of Technology filed Critical Harbin Institute of Technology
Priority to CN201811050682.1A priority Critical patent/CN109193144B/zh
Publication of CN109193144A publication Critical patent/CN109193144A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109193144B publication Critical patent/CN109193144B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/50—Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

本发明是一种非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线，包括介电基板、一对天线主干3和八个支干4。天线主干3以介电基板底边中线为对称轴分别对称印刷在介电基板水平面的正面1和背面2，在正面1和反面2的天线主干3上各有四个支干4并联，正面1和背面2天线主干3上的四个支干4相互对称。通过CST仿真软件模拟本发明，当本发明的驻波比小于2时，本发明的阻抗带宽为2.2GHz‑5.8GHz，稳定增益为9.37‑12.6dBi。在全频带下，本发明的辐射效率为74.7％至94.1％。本发明通过一对主干分支形状线性辐射器的新颖结构在整个工作频段内实现稳定的高增益，从而扩展了应用范围。

Description

非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线
一、技术领域
本发明涉及无线电技术领域，是一种非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线。
二、背景技术
Vivaldi天线可以取代许多窄带天线。因此，它已被广泛使用，特别是在生命探测和探地雷达领域。然而，它们中的大多数在整个工作频段都无法实现稳定的增益。鉴于许多Vivaldi天线无法在较低频段获得更高的增益，本发明设计了一种新颖的Vivaldi天线结构，它具有在较低频段获得更高增益的优势，从而扩展了应用范围。
三、发明内容
本发明针对现有技术不足提供了一种非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线，为了解决许多Vivaldi天线无法在较低频段获得更高的增益的问题，提供了以下技术方案：
一种非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线，其特征是：包括介电基板、一对天线主干3和八个支干4；
所述的一对相互对称的天线主干3以介电基板底边中线为对称轴分别对称印刷在介电基板水平面的正面1和背面2，在天线主干3上带有躯干条纹，在天线主干3下方的末端处有输入端口，在所述介电基板正面1和背面2的天线主干3上均有并联平行的四个支干4，所述四个支干4末端由天线主干3斜向上向介电基板水平正面1和背面2侧竖直面延伸，所述四个支干4的延伸长度由上到下一次递减，正面1和背面2的天线主干3上各有的四个支干4相互对称。
优选地，所述的介电基板的介电常数为4.9，厚度为1.2mm，宽度为162.8mm。
优选地，所述的天线主干3与介电基板的夹角theta2为78度，天线主干3上的最下端的支干4与介电基板的夹角theta1为42度。
优选地，所述的天线主干3的宽度为7.5mm，支干4的宽度为16mm，相邻的两个支干4间的垂直距离为10mm，天线主干3最顶端的支干4的最高点距介电基板为153.53mm，正面1和背面2的天线主干3底端到介电基板水平正面1和背面2竖直面底端距离为75mm。
优选地，所述的天线主干3的主干相位分布逐渐由0到360度，与行波一致，天线主干3上的4个支干4的电流分布是驻波型，从第一个到第四个的相位依次滞后，形成定向辐射。
优选地，当所述非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线的驻波比小于2时，所述非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线阻抗带宽为2.2GHz-5.8GHz，稳定增益为9.37-12.6dBi。
优选地，所述非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线的辐射效率在全频带下为74.7％至94.1％。
优选地，所述天线主干3下方末端的输入端口的阻抗为50Ω。
四、附图说明
图1是非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线的结构图。
图2是非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线驻波比仿真结果图。
图3是非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线增益仿真结果。
图4是非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线归一化方向仿真结果图。
五、具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行了详细说明。
本发明，一种非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线的结构图如附图1所示，包括有介电基板、一对天线主干3和八个支干4。一对相互对称的天线主干3以介电基板底边中线为对称轴分别对称印刷在介电基板水平面的正面1和背面2，在天线主干3上带有躯干条纹。介电基板的厚度为1.2mm，介电常数为4.9，宽度为162.8mm。在正面1和反面2的天线主干3上各有四个支干4并联，四个支干4末端由天线主干3斜向上向介电基板水平正面1和背面2侧竖直面延伸，支干4的长度由下到上一次递减，正面1和背面2天线主干3上各有的四个支干4相互对称。天线主干3与水平介电基板的夹角theta2为78度，天线主干3上的最下端的支干4与介电基板的夹角theta1为42度。
在非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线的主干上，输入端口的阻抗为50Ω，在所述天线的支干4上，电流的分布是驻波式的，支干4上从第一个相位到第四个相位依次滞后，可以形成定向辐射，产生更高的增益。
一种非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线主干3的宽度为7.5mm，支干4的宽度为16mm，相邻的两支4干间的垂直距离为10mm，天线主干3最顶端的支干4的最高点距介电基板为153.53mm，正面1和背面2的天线主干3底端到介电基板水平正面1和背面2竖直面底端距离为75mm。
在全频带情况下，非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线的辐射效率为74.7％至94.1％。
以2.3GHz的较低频率为例进行分析，非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线主干3的相位分布逐渐从0变为360°，与行波一致。非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线主干3上的每个支干4上有两个电流峰值，天线主干3上有四个支干4并联，每个支干4可看做一个全波阵子，而全波阵子的输入阻抗为200欧姆，四个全波阵子并联为50欧姆，因此在非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线主干3下方的末端处输入端口的阻抗为50Ω。在所述天线的支干4上，电流的分布是驻波式的，4个支干4上从第一个相位到第四个相位依次滞后，可以形成定向辐射，产生更高的增益。70度的最大半功率波瓣宽度显示出良好的方向性。
利用CST软件对非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线建模，得到如图2所示的对非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线驻波比模拟图和如图3所示的非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线增益仿真结果，当非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线的驻波比小于2时，所述非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线的阻抗带宽为2.2GHz-5.8GHz，其稳定增益为9.37-12.6dBi。
非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线归一化方向仿真结果图如图4所示，图4中模拟了非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线的辐射方向图，可以看出非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线中每个频点的方向图的最大辐射方向基本相同。
以上所述仅是非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线的优选实施方式，非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和变化，这些改进和变化也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线，其特征是：包括介电基板、一对天线主干(3)和八个支干(4)；
所述的一对相互对称的天线主干(3)以介电基板底边中线为对称轴分别对称印刷在介电基板水平面的正面(1)和背面(2)，在天线主干(3)上带有躯干条纹，在天线主干(3)下方的末端处有输入端口，在所述介电基板正面(1)和背面(2)的天线主干(3)上均有并联平行的四个支干(4)，所述四个支干(4)末端由天线主干(3)斜向上向介电基板水平正面(1)和背面(2)侧竖直面延伸，所述四个支干(4)的延伸长度由上到下一次递减，正面(1)和背面(2)的天线主干(3)上各有的四个支干(4)相互对称。
2.根据权利要求1所述的一种非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线，其特征是：所述的介电基板的介电常数为4.9，厚度为1.2mm，宽度为162.8mm。
3.根据权利要求1所述的一种非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线，其特征是：所述的天线主干(3)与介电基板的夹角theta2为78度，天线主干(3)上的最下端的支干(4)与介电基板的夹角theta1为42度。
4.根据权利要求1所述的一种非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线，其特征是：所述的天线主干(3)的宽度为7.5mm，支干(4)的宽度为16mm，相邻的两个支干(4)间的垂直距离为10mm，天线主干(3)最顶端的支干(4)的最高点距介电基板为153.53mm，正面(1)和背面(2)的天线主干(3)底端到介电基板水平正面(1)和背面(2)竖直面底端距离为75mm。
5.根据权利要求1所述的一种非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线，其特征是：所述的天线主干(3)上的4个支干(4)的电流分布是驻波型，从第一个到第四个的相位依次滞后，形成定向辐射。
6.根据权利要求1所述的一种非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线，其特征是：当所述非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线的驻波比小于2时，所述非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线阻抗带宽为2.2GHz-5.8GHz，稳定增益为9.37-12.6dBi。
7.根据权利要求1所述的一种非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线，其特征是：所述非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线的辐射效率在全频带下为74.7％至94.1％。
8.根据权利要求1所述的一种非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线，其特征是：所述天线主干(3)下方末端的输入端口的阻抗为50Ω。
CN201811050682.1A 2018-09-10 2018-09-10 非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线 Active CN109193144B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811050682.1A CN109193144B (zh) 2018-09-10 2018-09-10 非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811050682.1A CN109193144B (zh) 2018-09-10 2018-09-10 非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109193144A true CN109193144A (zh) 2019-01-11
CN109193144B CN109193144B (zh) 2020-07-21

Family

ID=64915600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811050682.1A Active CN109193144B (zh) 2018-09-10 2018-09-10 非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109193144B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112909527A (zh) * 2021-01-26 2021-06-04 华南理工大学 一种高增益反足Vivaldi天线
CN113809532A (zh) * 2021-09-17 2021-12-17 中国人民解放军63660部队 一种用于辐射超宽谱电磁脉冲的电阻加载对跖Vivaldi天线

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200467798Y1 (ko) * 2013-04-11 2013-07-04 박철승 기판 집적형 도파관 급전 대척 선형 테이퍼 슬롯 안테나 및 그 배열 안테나
CN105576380A (zh) * 2015-12-23 2016-05-11 中国人民解放军空军工程大学 一种宽带高增益双开槽Vivaldi天线

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200467798Y1 (ko) * 2013-04-11 2013-07-04 박철승 기판 집적형 도파관 급전 대척 선형 테이퍼 슬롯 안테나 및 그 배열 안테나
CN105576380A (zh) * 2015-12-23 2016-05-11 中国人民解放军空军工程大学 一种宽带高增益双开槽Vivaldi天线

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王平: ""超宽带端射天线关键技术及其应用研究"", 《中国博士学位论文全文数据库》 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112909527A (zh) * 2021-01-26 2021-06-04 华南理工大学 一种高增益反足Vivaldi天线
CN113809532A (zh) * 2021-09-17 2021-12-17 中国人民解放军63660部队 一种用于辐射超宽谱电磁脉冲的电阻加载对跖Vivaldi天线
CN113809532B (zh) * 2021-09-17 2022-09-30 中国人民解放军63660部队 一种用于辐射超宽谱电磁脉冲的电阻加载对跖Vivaldi天线

Also Published As

Publication number Publication date
CN109193144B (zh) 2020-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107104277B (zh) 双极化紧耦合偶极子阵列天线
US10003132B2 (en) Shared-aperture antenna and base station
US9431712B2 (en) Electrically-small, low-profile, ultra-wideband antenna
CN109841965A (zh) 一种定向辐射的宽带多谐振低剖面超表面天线
US11205847B2 (en) 5-6 GHz wideband dual-polarized massive MIMO antenna arrays
US9373886B2 (en) Aperture coupled radiator and antenna including the same
CN206364177U (zh) 一种串馈微带阵列天线
CN103151607A (zh) 用于移动终端的宽频带双天线系统及其去耦方法
CN106684574A (zh) 6‑18GHz超宽带阵列天线
CN105742827B (zh) 基于角反射器的宽带高增益全向天线
CN109193144A (zh) 非弯曲宽带高增益对跖Vivaldi天线
CN108666751A (zh) 一种平面二维大角度扫描天线阵列
CN110444866A (zh) 一种基于peg和八木天线结构的三元微带偶极子天线
CN106848600A (zh) 超宽带水平极化水平全向天线
CN106450707B (zh) 一种适用于偶极子天线的巴伦
Vadlamudi et al. Very Low Profile, Wideband, Dual polarized Massive MIMO Antenna Element with High Isolation for 5G Base Station Applications
CN204361264U (zh) 双频天线装置
Bansod et al. Compact two port MIMO microstrip antenna for 4G applications
CN109411885B (zh) 一种口径可控的超表面滤波天线
Wang et al. Four-element planar array antenna for UWB application
CN209561600U (zh) 一种宽带高增益微带天线
CN202662793U (zh) L型共面超宽带微带天线
Zarifi et al. An omnidirectional printed collinear microstrip antenna array
CN204361265U (zh) 双频天线装置
Yadav et al. Pendulum Shaped Planar Antenna for Defense and Satellite Communication

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant