[实用新型]Vivaldi天线以及天线装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及无线通信领域，具体涉及一种宽频带小型化高增益的Vivaldi天线以及Vivaldi天线装置。 

背景技术

步入21世纪以来，随着科学技术的飞速发展，人们的生活日益现代化和社会化，对电子技术的应用提出了更高的要求，无论是军事通信还是民用通信系统，不仅要求高质量地传输语言、文字、图像、数据等信息，而且要求设备宽带化、小型化、高增益。 

天线作为辐射和接收电磁波的装置，是无线电通信系统中的重要组成部分之一。在民用通信系统中，特别是轨道交通的自由无线通信系统，其信道容量不断扩充，传输距离不断延长，为了满足通信质量，往往采用大功率的发射机或是将信号放大后输入给天线，那么这样就大大增加了成本。 

Vivaldi天线是一种宽频带天线，可以满足通信系统宽带化的要求。但是采用Vivaldi天线形式，如果要获得较高的增益，就必须增大辐射口径，这势必增大天线的体积。而车厢空间是有限的，需要天线的体积越来越小，以便于安装。 

在电磁波辐射方向添加高介电常数的介质作为引向器，是提高Vivaldi天线增益的有效手段，但是高介电常数的引向器介质损耗大， 会引起电磁波不必要的损耗，并且这样的天线需要采用两种不同介电常数的材料来制造，加工复杂，成本较高。 

实用新型内容

本实用新型是针对上述问题进行的，目的在于提供一种高增益、小型化的宽频带Vivaldi天线以及天线装置。 

本实用新型为实现上述目的，采用了以下的技术方案： 

<结构一> 

本实用新型提供一种Vivaldi天线，其特征在于，包括：介质板，一面具有金属层作为上表面；渐变槽线，设置在介质板的上表面上，呈喇叭形开口；馈电单元，设置在介质板上，对渐变槽线进行馈电；至少两个栅栏，设置在渐变槽线两侧，用于让电流向槽线集中；以及至少一个引向振子，固定在渐变槽线的开口侧，引导电磁波向着指定辐射方向进行传输，其中，引向振子的长度不大于渐变槽线的开口宽度的三分之一。 

进一步，本实用新型所涉及的Vivaldi天线，还可以具有这样的特征：其中，栅栏为偶数个，按照特定间隔对向设置在渐变槽线两侧，位于同一侧的栅栏按照一定间距排列。 

另外，本实用新型所涉及的Vivaldi天线，还可以具有这样的特征：其中，引向振子为至少两个，且沿着指定辐射方向按照预定间隔排列。 

另外，本实用新型所涉及的Vivaldi天线，还可以具有这样的特 征：其中，介质板的介电常数为4.4。 

另外，本实用新型所涉及的Vivaldi天线，还可以具有这样的特征：引向振子的长度不大于渐变槽线的开口宽度的五分之一。 

另外，本实用新型所涉及的Vivaldi天线，还可以具有这样的特征：其中，馈电单元包括：微带传输线，设置在介质板的下表面上，用于传输电流；金属化孔，贯穿介质板，将微带传输线与上表面相连；Y形槽线，位于介质板的上表面的一端中部；圆形槽线，与Y形槽线相连。 

<结构二> 

本实用新型还提供一种Vivaldi天线装置，其特征在于，包括：上述任一项所述的Vivaldi天线；和用于防护该Vivaldi天线的天线罩。 

实用新型的作用与效果 

根据本实用新型所涉及的Vivaldi天线，因为在渐变槽线的两侧设置栅栏，改变了金属层上的电流分布，使电流集中于渐变槽线，电磁波的辐射强度增大，从而使天线的增益提高；同时，在渐变槽线的开口侧设置引向振子，引导电磁波的辐射，使天线的增益进一步提高，因此该Vivaldi天线可以在保证宽频带并且保持天线小型化的同时有效提高天线的增益。 

另外，在栅栏和引向振子的边缘会在缝隙辐射的作用下产生寄生电流，所有寄生电流合成的电场不仅可以增强辐射缝隙前向辐射能 力，而且可以抵消部分由于接地面引起的交叉极化电场分量，提高天线抗极化扭曲的能力，从而提高极化纯度。 

附图说明

图1(a)是Vivaldi天线上表面的结构示意图； 

图1(b)是Vivaldi天线下表面的结构示意图； 

图2是Vivaldi天线上表面的局部放大图； 

图3是栅栏和引向振子的分布示意图； 

图4是Vivaldi天线的原理示意图； 

图5是Vivaldi天线装置的外部结构示意图；以及 

图6是Vivaldi天线装置的部分结构示意图。 

具体实施方式