加载引向器的小型化对跖Vivaldi天线设计与仿真

提出一种加载引向器的小型化对跖Vivaldi天线(AVA)。相比大多数对跖Vivaldi天线,该天线具有非常小的尺寸,其大小只有14 mm×34 mm×0.8 mm。引向器结构设置为三角形,置于天线的开口中间。相比传统的对跖Vivaldi天线,引向器能引导电磁波从天线的口径传输到介质板的边缘,这样造成的反射比较小且传输特性良好。此外,为了减小测量误差,将天线与超小型(SMA)头联合仿真,结果表明,该天线在5.2~11 GHz频段内S11<-10 dB,具有较宽的带宽;且在8.5~11 GHz范围内,天线的增益明显增加,验证了这种新设计的可行性。     

一种改进的対拓Vivaldi天线设计

提出了一种新颖的対拓Vivaldi天线。该天线的辐射耀斑用新的复合指数曲线修正。为改善天线的辐射特性(增益,波束偏离和交叉极化),提出了一个新的引向器,该引向器由两个混合椭圆金属贴片构成。测试结果表明该天线在1到40GHz频率范围内增益>0dBi, 并且在15到40G频段内天线的增益>12dBi。在3到40GHz频率范围内,E面的波束偏离小于3°,并且在15到40GHz不超过2°。     

新型小尺寸带引向器波纹开眼对拓型Vivaldi天线

基于传统对拓型Vivaldi天线, 提出一种新型小尺寸对拓型Vivaldi天线.采用波纹、开眼和引向器等结构来展宽天线的工作带宽, 并分别对这三种结构对带宽的影响进行了分析.利用HFSS仿真优化得到的结构参数, 分别在两种介质材料上, 加工并测试了带引向器波纹开眼对拓型Vivaldi天线, 实测与仿真结果吻合.仿真与测试结果表明:两种介质上的天线工作频带均包含3~20 GHz, 尺寸仅为42.56 mm×40.16 mm×0.813 mm, 带内回波损耗S₁₁低于-10 dB, 带内增益均大于3 dBi, 最大增益达7.3 dBi, 交叉极化均小于-15 dB, 50%以上的频带交叉极化小于-20 dB, 最小可达-25 dB, 天线具有稳定的方向图, 良好的波形保真度, 是一种宽波束天线.     

平衡对拓Vivaldi天线的改进设计

针对平衡对拓Vivaldi天线存在方向图不对称及增益低的缺点,在分析和设计常规平衡对拓Vivaldi天线的基础上,通过加载半椭圆介质板和开不对称半椭圆槽,设计了一副工作在10~20 GHz的天线并进行了仿真分析。结果表明,该天线方向图保持良好对称,方向图E面峰值偏移现象得到显著抑制,改进后的天线具有较高的增益和较强的方向性。     

对拓式高增益Vivaldi天线设计

为了提高传统对拓式Vivaldi天线在低频段的增益以满足微波探测脑活动穿透力的需求,设计了一种尺寸为100 mm×120 mm×2 mm的对拓式Vivaldi天线。该天线在不改变原天线尺寸的情况下通过在接地层加载圆弧形反射器来改善天线在低频段的辐射特性。结果表明,在1~3 GHz频带内天线的VSWR<2,在工作频带内增益均高于4 dB,相对于未加载圆弧形反射器的情况,频带内增益最大提高了3 dB。对天线进行加工实测,实测与仿真结果吻合良好,使得该天线可以应用于人脑活动探测等领域。     

改进型超宽带Vivaldi天线设计与仿真

在传统Vivaldi天线结构的基础上,设计了两种适用于宽带信号收发系统的改进型渐变槽Vivaldi天线以及同轴馈电型对踵Vivaldi天线,并利用电磁仿真软件HFSS对这两种Vivaldi天线的性能进行优化分析.通过对不同结构Vivaldi天线的对比分析结果可以看出改进型渐变槽Vivaldi天线和同轴馈电型对踵Vivaldi天线在频段、带宽、驻波比等方面均达到宽带传输系统的设计要求.     

基于半模基片集成波导馈电的Vivaldi天线设计

文章基于HMSIW(Half-mode Substrate Integrated Waveguide)结构,设计了一款Vivaldi天线。首先利用基片集成波导技术设计了一个低损耗、具有良好传输特性和带内匹配特性的SIW-微带馈电巴伦,简化了传统巴伦结构的复杂性。仿真结果显示,天线工作在7.5 18.3GHz,相对带宽为83.7%(S11<10dB),中心频率增益约为11.3dBi。天线结构紧凑、剖面低、易于集成,同时具有较宽的带宽和较好的方向特性。     

一种小型化的对跖Vivaldi天线设计

基于对宽带宽覆盖角天线的需求,设计了一种工作于9～11 GHz的小型化对跖Vivaldi天线.在天线开口末端加入矩形引向器,以获得良好宽带匹配效果.利用HFSS软件进行结构优化,得到天线的具体参数,由此加工和测试带引向器的对跖Vivaldi天线.通过仿真和实测得到,在9～12 GHz频带内回波损耗小于-15 dB,在-...     

一种对拓式超宽带高增益Vivaldi天线设计

文中设计了一款结构新颖的对拓式超宽带高增益的Vivaldi天线。该天线在基板两侧引入平衡辐射臂并用通孔将它们联结起来,使天线增加了低频带宽、降低了交叉极化、减小了尺寸;在不影响带宽的前提下,通过在天线首部和尾部分别添加介质引向器和反射地板,使天线的增益得到了提高。天线测试结果表明该天线的带宽在2 GHz～20 GHz内反射系数均低于-10 dB,且天线增益最高为12.8 dBi,同时在带宽范围内,保持了良好的方向图对称性和低交叉极化水平。     

加载渐变周期结构的Vivaldi 天线

为提高原始Vivaldi 天线在工作带宽内的增益,设计了一种加载渐变周期结构的Vivaldi 天线。渐变周期结构是等距周期排列的金属贴片,电磁能量通过激励振子向引向振子方向传输,从而提高天线增益。仿真结果表明,加载周期结构的Vivaldi 天线在6 ~16 GHz 频段范围内增益提高2. 1 dB。Vivaldi 天线通过采用对称周期结构进行再优化,天线在12 ~14 GHz 频段范围内,S11 参数最大陷波深度提高8. 7 dB,增益提高1. 6 dB。最后对天线进行实物加工并测试,结果验证了设计的有效性。     

用于超宽带介电常数测量的Vivaldi天线设计与仿真

在传统Vivaldi天线结构的基础上,设计了两种适用于混合材料介电常数测量的改进型渐变槽Vivaldi天线以及同轴馈电型对踵Vivaldi天线,并利用三维电磁仿真软件HFSS对这几种Vivaldi天线的性能进行优化分析。通过对不同结构Vivaldi天线的对比,分析结果可以看出这两种改进型渐变槽Vivaldi天线和同轴馈电型对踵Vivaldi天线在频段、带宽、驻波比等方面均达到超宽带介电常数测量系统的设计要求,可应用于测量混合材料的介电常数。     

Ultra-wideband antipodal slot antenna with improved radiation performance

A novel antipodal wide-slot antenna for ultra-wideband (UWB) applications is proposed and studied in detail. The antenna is fed by a microstrip line terminated with a rectangular tuning patch. An antipodal structure is employed to improve the radiation performances. The return losses, surface E-field, current distribution, radiation patterns and gains of the antenna are numerically and experimentally investigated. Results show that the proposed antipodal antenna has an impedance bandwidth from 0.79 to 4.0?GHz, which is about 5:1. Compared with conventional rectangular wide-slot antenna, more stable radiation pattern with lower cross-polarisation level and flatter gain variation over a 3:1 bandwidth can be obtained. Thus, the proposed antenna should be more suitable for future UWB-multiple-input multiple-output applications using polarisation diversity than conventional UWB rectangular slot antennas.     

An antipodal Vivaldi antenna with band-notched characteristics for ultra-wideband applications

An antipodal Vivaldi antenna (AVA) with band-notched characteristics is proposed in this paper for ultra-wideband (UWB) applications. For UWB systems, there will be some interference from the narrow band systems. The proposed antenna adopts resonant parallel strip (RPS) to reject an unwanted narrow band. It is easy to tune the RPS to eliminate the interference band. To validate this approach, a printed AVA with RPS is simulated and fabricated. From 2 to 9 GHz, the proposed antenna shows a good result with approximate 2:1 VSWR, an average gain of 6.5 dB, and stable radiation patterns except the notched band. At the center frequency of the notched band, the measured results show that the VSWR is more than 8:1, the realized gain is less than −10 dB and a messy radiation pattern is achieved. The simulated and measured results are in good agreement.     

一种具有陷波特性的Vivaldi天线设计

提出了一种具有陷波特性的新型超宽带Vivaldi天线。采用双Y巴伦实现了微带-槽线过渡,利用多阶阻抗变换器解决了宽带阻抗匹配问题。通过在微带线上添加狭缝,实现了对WLAN应用频段(5.125~5.825 GHz)的隔离,使该天线具有陷波特性。在仿真设计的基础上制作了实验模型,并对其进行了测量。实测结果表明:在超宽带UWB(Ultra Wide-Band)应用频带(3.1~10.6 GHz)范围内,除隔离频带(5.1~6.0 GHz)以外,该天线的驻波比VSWR≤2,辐射方向图定向性较好,且交叉极化较低,从而证明了该天线设计的实用性。     

Design of a Vivaldi antenna with wideband reduced radar cross section

In this paper, a low radar cross section (RCS) Vivaldi antenna is proposed. The main objective of this work is to achieve a reasonable RCS reduction without affecting the radiation performance of the antenna. With carefully inspecting the surface current distributions at different frequencies and realizing the critical role of the structural mode in reducing RCS, a simple and efficient object shaping method is employed by introducing a number of circular slots in the surface of the radiator to achieve the RCS reduction. These circular slots along the inner circular profile of the Vivaldi antenna can minimize the scattering along the surface of the radiator, which hence leads to a reduction in the monostatic RCS. Comparing the measured results between the reference antenna and the proposed antenna, a significant 11 dB RCS reduction is obtained while maintaining good radiation performance. Simulated and measured results including S-parameters, gain, RCS of the reference antenna and the proposed antenna are presented.     

低截止频率多倍频程高增益对跖Vivaldi天线北大核心CSCD

针对传统对跖Vivaldi天线的最低截止工作频率较高、增益较低和方向性较差的问题,文中设计了一种新型超宽带对跖Vivaldi天线。融合运用辐射极板开矩形斜槽、加载吸收电阻和寄生矩形贴片等一系列电磁调控措施,扩展了天线的低频工作带宽;采取在天线极板间加载椭圆寄生贴片的技术方式大幅提高了天线的方向性和辐射增益。最后给出了天线的设计流程,从电场分布和表面电流分布的角度揭示了天线的微观工作机制。仿真和实测结果表明:天线的工作频带为0.85~16 GHz(近20倍频程),相对带宽达180%,在3 GHz以上频段增益均超过10 dBi,并且具有较好的端射方向性,在超宽带无线通信、雷达探测、电子对抗和遥感遥测等领域具有广泛的应用前景。     

超宽带全金属Vivaldi 天线的设计

设计了一种全金属的Vivaldi 天线,当频率为3 ~17 GHz 时,其VSWR<2,在宽边扫描情况下,VSWR 小于2. 0 的带宽能达到11 GHz。它不仅具有频带宽、方向性好等特点;同时,它还能解决传统Vivaldi 天线制作工艺复杂、制作成本高、物理强度低等问题,能更好地应用于高功率雷达等领域。文中利用高频结构仿真软件HFSS 对设计天线的几何尺寸进行了优化,并进行了仿真与分析,通过计算天线的驻波比、方向图、增益等性能验证了天线的超宽带、宽边扫描的特性。