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。     

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。     

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°。     

一种工作于1.6 GHz ~20 GHz 的高增益对跖Vivaldi 天线

设计了一款工作于1.6 GHz ~20 GHz 的高增益对跖Vivaldi 天线,该天线在常规对跖Vivaldi 天线的左右两端加载半椭圆贴片结构,改善低频驻波比特性,进而提高了天线的阻抗带宽;在天线主轴方向加载梯形基板,将天线表面电场约束在天线的主轴方向上,不但消除了天线增益峰值的偏移问题,而且提高了天线的增益值。实测结果表明:该天线在1. 6 GHz ~20 GHz 频段内电压驻波比小于2,增益为1. 5 dB ~11. 1 dB。此外,该天线增益峰值偏移现象得到明显抑制,具有辐射方向性好、增益高、交叉极化比小的优点。     

一种毫米波宽角扫描Vivaldi 天线设计

设计了一种工作于毫米波段的金属Vivaldi 天线,天线宽带扫描性能优异。天线结构利用Vivaldi 作为辐射单元,将其集成到带状线耦合的馈电基板上,馈电网络与辐射天线结构相对独立,便于加工。通过仿真得到:在27. 2 GHz ~46. 0 GHz 范围内VSWR<2;在27. 5 GHz ~42. 2 GHz 频段内,天线驻波比在E 面和H 面45毅扫描范围内满足小于2 的匹配特性。文中利用设置周期性边界条件的方法优化天线尺寸并仿真分析天线参数对扫描带宽的影响。通过驻波比、交叉极化、天线增益的仿真分析天线性能。     

环境电磁能量收集Vivaldi多频整流天线

提出了一种收集环境电磁能量的Vivaldi多频整流天线。接收天线为新型高增益对趾Vivaldi宽带天线,通过在两个金属臂外侧刻蚀两列不等长的锥形槽来延长其表面电流路径,从而改善低频辐射模式,天线在2～4.5 GHz低频带内增益提高了1～4.2 dBi。天线在1.16～6 GHz宽带内S₁₁参数小于-10 dB,在该频段内设计三频整流电路,其Π型和T型两级阻抗匹配网络用于接收天线和整流二极管输入阻抗的匹配。将接收天线和整流电路集成,实验结果表明：当接收功率为2 dBm时,整流天线在2.06,3.43,5.25 GHz三频点处的最大转换效率分别为44.2%,42.8%,39.7%。该多频整流天线可用于物联网中的低功耗电子设备供电。     

一种新型超宽带耳形对踵Vivaldi天线单元及阵列设计

在传统Vivaldi天线结构的基础上,设计了一种新型的耳形对踵Vivaldi天线及其和差波束阵列.通过对天线的电性能进行优化分析,采用耳形边缘结构,降低辐射末端电流的不连续性,分析和测试结果表明新型超宽带耳形对踵Vivaldi天线相对于传统的vivaldi天线的阻抗匹配特性更优,且在2GHz～ 18GHz频带范围之内方向图特性良好,是一种较为理想的相控阵天线单元.分析和测试结果也显示对踵Vivaldi天线组阵形成和差波束阵列在2GHz ～ 18GHz的方向图特性能应用于简易的和差测向系统中.     

关于Vivaldi超宽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宽带天线的设计提供了新的思路.     

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。     

A low-cost 8 to 26.5 GHz phased array antenna using a piezoelectrictransducer controlled phase shifter

A new phased array antenna of wide bandwidth and good beam scanning angle has been developed using a low cost multiline phase shifter controlled by a piezoelectric transducer (PET) and a stripline fed Vivaldi antenna array. The multiline progressive PET phase shifter has a low perturbation loss of less than 2 dB and a total loss of less than 4 dB up to 40 GHz with a maximum phase shift of 480°. The proposed phased array antenna consists of four E- or H-plane Vivaldi antennas, a PET phase shifter, and a power divider. The phased array shows a wide beam scanning capability of ±27° over a wide bandwidth from 8 to 26.5 GHz covering X, Ku, and K bands     

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。     

一种宽频宽角圆极化一维相扫天线阵

基于改进型Vivaldi天线单元,采用4单元十字交叉组合构成圆极化天线,并通过增加耦合金属立柱改善天线轴比,设计了一种超宽频宽角覆盖圆极化直线阵。该天线在1.25-4.1 GHz频段电压驻波比(VSWR)小于2,在1.6-3.6 GHz频段轴比小于3 dB,在垂直扫描方向具备宽角覆盖能力,具备较高的工程应用价值。     

一种可用于体域网的小型化超宽带天线设计

基于FR4环氧板,设计了一种可用于体域网的非对称共面波导馈电的超宽带天线。该天线由Y型贴片、梯形地板和三叉戟共面馈线组成。Y型贴片、圆形贴片、三角形贴片实现4~5 GHz的中低频处带宽小于-10 d B的效果,梯形地板和三叉戟共面馈线实现7~14 GHz的高频处带宽小于-10 d B的效果。该天线采用非对称共面波导的馈电方式,具有良好的共面性与高度的集成性,使得天线的总体尺寸更小,辐射贴片的面积为22 mm×21 mm。与以往的小型化超宽带天线相比,该天线具有尺寸更小、带宽更宽的优势。经网络矢量分析仪测试结果表明,该天线在2. 14~11. 32 GHz的超宽带频段内回波损耗小于-10 d B(相对带宽为136. 4%),可适用于2. 4/5. 2/5. 8 GHz无线局域网、3. 5/5. 5 GHz WiMAX、LTE频段38和LTE频段40。同时,该天线距离人体大于5 mm时的比吸收率(SAR)小于2 W/kg,满足国际标准。     

A miniaturized Vivaldi antenna by loading with parasitic patch and lumped resistor

A miniaturized Vivaldi antenna is presented in the paper. On the basis of original antenna, the miniaturized Vivaldi antenna applies parasitic patch and lumped resistor to improve impedance characteristics. The proposed load can expand the lower operating frequency to 1.96 GHz without changing antenna dimensions. The size of antenna is set as 43 × 40 mm². This size is about 0.28λ_L × 0.26λ_L, where λ_L is the free space wavelength at 1.96 GHz. The loaded Vivaldi antenna is fabricated and measured. The simulated and measured results clarify the viability and effectiveness of the proposed design. The measured impedance bandwidth (VSWR ≤ 2) is from 2 GHz to more than 18 GHz. In addition, the measured radiation patterns and a peak gain between −1 and 9 dB can be obtained in the band of 2–18 GHz.     

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.