一种宽频单极化Vivaldi天线的制作方法

本实用新型涉及缝隙微带天线技术领域，具体指一种宽频单极化vivaldi天线。

背景技术：

1979年由gibson提出一种按指数规律渐变的槽线天线，即vivaldi天线，是一种非周期、渐变、端射行波天线；也是一种高增益、线极化，增益可恒定的天线。基于其结构简单，易于加工，广泛应用于无线通信的各个领域，如在雷达系统，微波测试系统，基站系统等。

众所周知，天线都是基于不同的应用场合，不同的性能指标而特制的。vivaldi天线也是如此。现在大部分消费类产品大量采用wifi、zigbee、4g、bt等技术实现无线通讯，其工作频率一般都在6ghz以内。当5g进入市场后，尤其在第二阶段使用毫米波传输时，天线的工作频率将达到40ghz。显然，目前vivaldi天线因工作频率各不相同，无法满足18ghz-50ghz范围内性能指标，不能用以对5g毫米波产品进行无线通讯测试，或者数据收发。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的缺失和不足，提出一种宽频单极化vivaldi天线。

基于vivaldi天线其缝隙的开口大小成指数快速增大，在相同的尺寸内，vivaldi天线的工作频率比线性渐变缝隙微带天线高出许多。使得宽频天线的小型化变得容易实现。

常规vivaldi天线由顶层的金属层，中间层的介质板，底层的金属微带线，三层材料组成，包括渐变槽线，矩形槽线，微带线及呈圆形槽线等(如附图1所示)。

本实用新型的一种宽频单极化vivaldi天线，根据vivaldi天线由顶层的金属层，中间层的介质板，底层的金属微带线，三层材料组成的原理。根据目标工作频率范围，通过计算获得了天线渐变槽线的形状，金属层其最小槽宽为0.20-0.30mm。配合1-2mm长的矩形槽线以及60°开口，7mm半径的扇形槽线，形成上层的金属层。

本实用新型的vivaldi天线采用玻璃布增强的聚四氟乙烯材料作为中间层的介质板基材，为在如此高频的情况下提高驻波比性能带来巨大的帮助，可以极大地减少射频信号在微带线上的传输损耗。

底层采用微带线形式，微带线从板边延伸至矩形槽线边缘位置，直接通过金属化孔与正面金属层连接。

如上所述，本实用新型通过上述改进的结合，最终天线的整体性能在18ghz至50ghz(甚至60ghz)情况下驻波比依然不高于2.0，天线效率高于72％。

附图说明

图1现有vivaldi天线结构示意图；

图2为本实用新型vivaldi天线结构正面示意图；

图3为本实用新型实施例驻波比曲线图；

图4为本实用新型实施例效率曲线图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述

一种宽频单极化vivaldi天线，由顶层的金属层1，中间层的介质板2，底层的金属微带线3三层组成。

实施例，一种宽频单极化vivaldi天线将被安装于微波暗室中的固定位置，用来作为测试系统的接收天线与5g产品进行无线数据收发，并测量无线信号的功率。因此要求微波暗室的接收天线能够与之匹配，频率范围在18ghz-50ghz。

根据目标工作频率范围，通过计算设定在金属层设计方面，天线渐变槽线1的形状包括天线渐变槽线11，矩形槽线12，呈圆形槽线13组成。

所述天线渐变槽线11最小槽宽，为0.2mm-0.3mm；

所述矩形槽线12长，为1mm-2mm；

所述呈圆形槽线13为60°开口，7mm半径的扇形槽线。

进一步，所述天线渐变槽线11，其最小槽宽为0.25mm；

所述矩形槽线(12)长，最佳为1.2mm。

所述中间层介质板2为玻璃布增强的聚四氟乙烯材料。

所述底层的微带线3从板边延伸至矩形槽线12边缘位置，直接通过金属化孔4与正面金属层1连接(如附图2所示)。

实施例，经测定本实用新型的驻波比曲线图(如附图3所示)和效率曲线图(如附图4所示)。

综上所述，本实用新型最终天线的整体性能在18ghz至50ghz(甚至60ghz)情况下驻波比依然不高于2.0，天线效率高于72％。符合微波暗室的接收天线能够与之匹配，频率范围在18ghz-50ghz的要求。为广泛应用g5时代提供技术基础。