[发明专利]一种基于爪形槽的Ka波段宽带对拓Vivaldi天线

说明书

本发明属于天线技术领域，尤其是一种基于爪形槽的Ka波段宽带对拓Vivaldi天线，现提出如下方案，包括介质基板，所述介质基板的一侧设置有前侧金属辐射片，所述介质基板的另一侧设置有后侧金属辐射片，所述前侧金属辐射片和后侧金属辐射片的顶部均加载有半椭圆贴片负载，所述半椭圆贴片负载沿其圆弧面至相邻的前侧金属辐射片或后侧金属辐射片方向开设有爪形槽和矩形槽。本发明明显地改善了天线的回波损耗，扩展了天线的带宽，较大幅度地提高了天线增益，降低了副瓣电平，提高了天线辐射方向性。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种基于爪形槽的Ka波段宽带对拓Vivaldi天线。

背景技术

近来，随着毫米波成像、卫星通信和毫米波无线通信系统的发展，对高增益毫米波天线的需求日益增加,通常需要结构简单、重量轻、工作频带宽、效率高、高增益和低旁瓣电平的平面天线。在所有平面天线中，对拓Vivaldi天线是一个很好的选择，它具有平面结构、高增益、宽带宽、对称辐射模式、以及较低的旁瓣电平等优良性能。然而在较高频率下馈电网络的高损耗和有限的带宽，对跖结构显示出有限的增益，在毫米波段实现高增益并不容易。目前对拓Vivaldi天线存在的技术问题是：在毫米波频段下，馈电网络的高损耗和天线小尺寸带来的有限的带宽和较低的增益，为此需要一种基于爪形槽的Ka 波段宽带对拓Vivaldi天线。

发明内容

本发明提出的一种基于爪形槽的Ka波段宽带对拓Vivaldi天线，解决了现有技术中存在的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于爪形槽的Ka波段宽带对拓Vivaldi天线，包括介质基板，所述介质基板的一侧设置有前侧金属辐射片，所述介质基板的另一侧设置有后侧金属辐射片，所述前侧金属辐射片和后侧金属辐射片的顶部均加载有半椭圆贴片负载，所述半椭圆贴片负载沿其圆弧面至相邻的前侧金属辐射片或后侧金属辐射片方向开设有爪形槽和矩形槽。

优选的，所述前侧金属辐射片的底部连接有SIW馈电单元一，SIW 馈电单元一的底部中间位置连接有SIW-CPW馈电单元一，SIW-CPW馈电单元一的底部连接有CPW馈电单元。

优选的，所述后侧金属辐射片的底部连接有SIW馈电单元二，SIW 馈电单元二的底部中间位置连接有SIW-CPW馈电单元二，SIW-CPW馈电单元二的底部中间位置开设有向SIW馈电单元二方向延伸的倒V字形结构的三角形槽。

优选的，所述介质基板的顶部设置有介质透镜，介质透镜的两侧均设置有矩形金属条。

优选的，所述矩形槽位于爪形槽上方，爪形槽设置有三组，三组爪形槽之间等距平行设置。

优选的，所述介质基板的长度为18-24mm，宽度为12-16mm，厚度为0.4-0.6mm，介电常数为1.8-2.6；半椭圆贴片负载长轴为2-8mm，短轴为2-5mm。

优选的，所述爪形槽的横槽长度由上往下分别为2-4mm、2-4mm、 2-4mm，宽度均为0.2-0.3mm，槽间距为0.5-1.5mm；所述矩形槽长度为0.5-1mm，宽度为0.2-0.4mm。

优选的，所述介质透镜长轴为12-18mm，短轴为5-9mm；所述矩形金属条长为2-6mm，宽为0.4-0.7mm，行列间距均为0.5-0.75mm。

优选的，所述SIW馈电单元一的宽度为5-9mm，SIW馈电单元一贯穿有金属通孔一，金属通孔一直径为0.4-0.6mm，金属通孔一之间的间距为0.5-1.0mm；CPW馈电单元长度为2.5-3.8mm，宽度为 2.0-3.2mm，槽线宽度为0.05-0.15mm。

优选的，所述SIW馈电单元二的宽度为5-9mm，SIW馈电单元二贯穿有金属通孔二，金属通孔二直径为0.4-0.6mm，金属通孔二之间的间距为0.5-1.0mm。

本发明中：