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.     

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。     

超宽带Vivaldi阵列天线设计

为了满足超宽带系统对天线的需求,本文设计并制造了覆盖6～18GHz频带的超宽带Vival-di阵列天线,并采用微带渐变线功分器网络达到超宽带馈电与低损耗传输的目的。通过组阵与添加寄生单元进一步降低天线驻波,提高了阵列性能。仿真计算与实测结果表明该阵列天线在超宽频带内驻波小于2.1,并且具有优良的辐射特性。     

一种超宽带、大扫描角Vivaldi天线阵列

设计并加工测试了一款双面Vivaldi天线.通过结构优化, 提高了馈电效率和阻抗带宽, 并在组阵后显著降低了阵元间的互耦.实测结果表明该天线可以实现在2~8 GHz的频带内回波损耗(Return Loss, RL)小于-10 dB, 平均增益大于5 dBi.并采用“交错排列”的思路, 将所设计的双面Vivaldi天线组成超宽带阵列.此种方式可以有效解决天线尺寸和最佳阵列间距之间的矛盾, 进而抑制栅瓣, 增大波束扫描角范围.仿真分析表明, 在4~6 GHz时, E面交错阵列比普通一维阵列的扫描角范围提高20°左右.     

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。     

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。     

一种小规模超宽带相控阵天线设计

目前基于阵元间强耦合效应已设计出超宽带相控阵天线,但是其规模较大。针对规模小或者在扫描方向上规模小,如何增强阵元间耦合而实现超宽带相控阵天线的问题,采用平衡对踵Vivaldi天线(BAVA)作为天线单元,优化天线单元辐射金属的形状,并采用镜像法布阵天线单元设计出一个小规模4×16的斜极化超宽带相控阵天线。仿真和试验结果表明,采用的方法可以增强小规模超宽带相控阵天线的阵元间耦合效应,实现频率0.8f0~2.0f0驻波比小于2,法向增益达17.34~23.0 dBi,在±45°范围内实现无栅瓣扫描。该小规模超宽带相控阵天线已在实际工程中应用。     

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.     

一种高增益Vivaldi超宽带天线

传统的Vivaldi天线具有超宽带优点,但存在定向性较差,且在工作频带的两端增益下降严重的问题。文中提出了一种高增益的Vivaldi天线,通过对传统微带线馈电结构的Vivaldi超宽带天线加载零折射率超常介质和轴向边缘梳状结构的矩形槽缝结构,提高了天线在整个工作频段内的增益。对所提出的天线进行了设计、优化和仿真分析,并制作天线样品,仿真和测试结果吻合良好。测试与仿真结果表明,在4~11 GHz的工作频段内,天线的回波损耗优于-10 dB;与传统Vivaldi天线相比,在整个工作频段内天线增益均有所提高,其中在工作频率的低端(4~6 GHz)天线增益提高2.5 dB,高端(9~11 GHz)增益提高1.5 dB。     

关于Vivaldi超宽带天线设计方案的研究

文章对微带线馈电结构的Vivaldi超宽带天线进行了设计,并对设计的Vivaldi天线进行了计算辅助优化设计,同时制作了试验样机。仿真测试结果表明,该天线在规定的3.1GHz～10.6GHz频段内可以得到良好的传输性能和辐射性能,与理论设计吻合,达到宽频带特性的设计要求,为Vivaldi超宽带天线的设计提供了新的思路。     

一种电阻加载的侧馈对拓Vivaldi 天线

本文提出了一种加载电阻侧面馈电的Vivaldi 天线,讨论了其设计方法,通过电磁仿真软件HFSS 对其结构尺寸 进行了仿真分析,并设计加工了工作频段为0.38GHz-4.8GHz 天线实物。结果表明该天线在0.38-4.8GHz 内匹配良好,辐 射定向性较好。与传统的Vivaldi 天线相比,该天线一方面由于采取侧馈和电阻加载的手段降低了天线尺寸;另一方面, 因增加了寄生贴片提高了天线增益。     

基于多路去耦网络的对跖Vivaldi天线阵解耦

该文提出一种基于多路去耦网络解耦宽带天线阵的设计方法。首先,通过节点分析法推导通用多路去耦网络模型的解耦条件和阻抗匹配条件,形成一般设计方法。其次,将多路去耦网络应用至2元对跖Vivaldi天线阵,以低频段为设计基点,依据设计原理得到多路去耦网络的结构参数,增加渐变传输线拓展去耦带宽。实测结果表明,阵列在3.34～13 GHz(3.89:1)的工作频段内隔离度均高于20 dB,与耦合阵相比隔离带宽增加58.8%,且辐射性能得到改善。最后,在1维8元阵列中验证多路去耦网络的有效性,阵列在带内隔离度均高于20 dB,且在±60°的扫描范围内具有良好的辐射性能。所设计的多路去耦网络具有通用性、结构简单和宽带解耦能力,在相控阵天线和大规模通信系统中具有极大的应用前景。     

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。     

A Fermi-Dirac Function-Based Antipodal Vivaldi Antenna for mmWave Applications

Journal of Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves - This research article presents a design of a wideband antipodal Vivaldi antenna (AVA) to achieve broadband performances in the millimeter wave...     

基于电阻和槽加载的小型化超宽带Vivaldi天线

设计了一种小型化超宽带Vivaldi天线.该Vivaldi天线采用共面结构,以降低交叉极化电平.为了向低频拓展天线的工作带宽,实现小型化设计,首先在传统的微带线转槽线的巴伦基础上加载电阻;其次,在辐射臂上加载7对不同长度的槽.整个天线的尺寸为0.32λL×0.24λL(高×宽,λL为最低工作频率波长).仿真和测试结果都说明该天线的工作带宽为fL～12fL,增益在0dBi ～ 10dBi.该天线可以应用于对尺寸和带宽有严格要求的电子对抗领域.     

Optimization Assisted Antipodal Vivaldi Antenna for UWB Communication: Optimal Parameter Tuning by Improved Grey Wolf Algorithm

Wireless Personal Communications - Recently, with the faster pace of development on the sophisticated detection and stealth technology, extensive attention is being paid to the reduction of Radar...     

Wideband Antipodal Vivaldi Antenna Using Metamaterial for Micrometer and Millimeter Wave Applications

In this research article, a wideband antipodal Vivaldi antenna (AVA) is presented by incorporating a negative index metamaterial (NIM). The proposed antenna is designed using a linearly tapered shape structure. The overall performance of the designed antenna is improved by employing a negative index metamaterial (NIM). The ‘V’ shaped metamaterial unit cells are designed and placed at the top surface in between two radiators of AVA, to radiate the maximum electric field in the end-fire direction. The designed antenna dimensions are 50 mm × 24 mm × 0.51 mm and it is compact as compared to AVA antennas available in the literature. The maximum gain of the designed antenna is 15.26 dBi at 41.3 GHz. The antenna gain is almost constant and varies in the range of 9.25 ± 1.75 dBi over the operating frequency range of 15 GHz to 40 GHz. The optimized design of an antenna makes it suitable for various micrometer and millimeter wave applications. Also, the measured results matched with the simulated results.

     

新型超宽带微带阵列天线分析设计

本文提出了一种新型的超宽带微带阵列天线,天线由4个按H面排列的单元天线组成,天线单元是加载矩形贴片的平面印制圆形缝隙微带天线,该天线单元具有小尺寸的同时还拥有很大的带宽。整个天线由一分四的威尔金森功分器进行馈电。实验结果表明,该天线的阻抗带宽从3.1GHz到12.4GHz,达到了4倍频程,覆盖了整个UWB频带,同时,天线还是双向辐射,具有平面结构小尺寸的特点,适合应用于目前的超宽带无线通信系统。