[发明专利]一种具有L型槽线的共面Vivaldi天线

说明书

本发明属于天线技术领域，具体涉及一种具有L型槽线的共面Vivaldi天线。包括天线介质基板、天线辐射模块、微带线‑过孔馈电结构；天线辐射模块被L型槽线分割，形成上下两个金属辐射贴片；L型槽线由两段线性槽线和渐变型槽线构成；与天线介质基板水平中心轴线平行的线性槽线在L型槽线中起连接作用，与末端开路的线性槽线和渐变型槽线，共同构成L型槽线；渐变型槽线呈喇叭状开口，并关于介质基板水平中心轴线对称，为指数渐变，微带线与L型槽线中起连接作用的线性槽线耦合。本发明通过简单的结构改善了天线低频时的阻抗匹配，在显著拓展天线工作频带、实现天线小型化的同时保证了天线辐射效率。

技术领域

本发明属于天线技术领域，具体涉及一种具有L型槽线的共面Vivaldi天线。

背景技术

Vivaldi天线又称之为指数渐变型槽线天线，由Gibson于1979年提出，是一种平面端射天线。由于其工作频带较宽、增益较高、低交叉极化，以及结构简单、易于加工，广泛应用于超宽带领域，例如探地雷达、超宽带通信系统等。

天线小型化是天线技术领域的研究热点。通常情况下，Vivaldi天线的尺寸约是其最低工作频率对应波长的二分之一，这限制了Vivaldi天线在许多重要场合的应用，因此国内外诸多学者对其小型化展开了研究，主要采用的方法有改善馈电结构、采用开槽方式等新颖结构以及电阻加载等。

其中电阻加载是一种可有效拓展Vivaldi天线工作频带、实现天线小型化的重要方法。但采用电阻加载将在拓展天线工作频带的同时消耗功率进而降低天线辐射效率。因此考虑是否可以通过改善天线结构，利用结构特性阻抗来等效电阻加载，从而实现既拓展天线工作频带也保证天线辐射效率的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有L型槽线的共面Vivaldi天线，解决Vivaldi天线在拓展天线工作频带和小型化过程中天线辐射效率降低的技术问题。

为达到上述目的，解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种具有L型槽线的共面Vivaldi天线，包括天线介质基板、天线辐射模块、微带线-过孔馈电结构；天线介质基板为矩形薄板；天线辐射模块印制在天线介质基板的同一面；微带线-过孔馈电结构由微带线和金属过孔组成；

天线辐射模块被L型槽线分割，形成上下两个金属辐射贴片；

L型槽线由两段线性槽线和渐变型槽线构成；两段线性槽线一段是与天线介质基板水平中心轴线垂直的线性槽线，且该线性槽线末端开路；另一段是与天线介质基板水平中心轴线平行的线性槽线；与天线介质基板水平中心轴线平行的线性槽线在L型槽线中起连接作用，与末端开路的线性槽线和渐变型槽线，共同构成L型槽线；

渐变型槽线呈喇叭状开口，并关于介质基板水平中心轴线对称，为指数渐变，指数方程为y＝±(c₁e^αx+c₂)，其中α为指数渐变曲线的渐变率，c₁、c₂为指数渐变方程的常数；

L型槽线中的末端开路的线性槽线的长度不小于天线介质基板宽度的一半与在L型槽线中起连接作用的线性槽线宽度一半的和；

渐变型槽线起始端宽度与L型槽线中起连接作用的线性槽线宽度相同；渐变型槽线末端宽度小于或等于天线介质基板宽度；

微带线与L型槽线中起连接作用的线性槽线耦合，并由末端金属过孔完成馈电。

进一步的，微带线的导带印制在天线介质基板的另一面，与天线辐射模块中的下方金属辐射贴片构成微带传输线，微带线导带的起始位置在下方金属辐射贴片的底部或与渐变槽线喇叭开口方向相反的一侧。

进一步的，微带线为直线型，从天线介质基板的底部进行馈电。