電阻加載的小型化側饋對趾Vivaldi天線的制作方法
【專利摘要】本發明新型屬于機載通信領域的超寬帶天線技術，尤其涉及電阻加載的小型化側饋對趾Vivaldi天線。該天線是結構比較簡單的微帶天線，由上層金屬層、介質基板和下層金屬層依次疊加而成。所述的天線是在傳統對趾Vivaldi天線的基礎上，饋電線彎折至側邊，極大程度地減小了天線的尺寸，提高了小型化程度；饋電線的寬度是階梯式變化的，使得該天線在更寬的帶寬上保持良好的輸入阻抗匹配；利用電阻加載和寄生貼片的方式來提高方向性；采用特殊形狀的加載金屬片，使得在提高方向性的同時保持較高的增益。
【專利說明】
電阻加載的小型化側饋對趾V i va I d i天線
技術領域
[0001]本發明新型屬于機載通信領域的超寬帶天線技術，尤其涉及電阻加載的小型化側饋對祉Vivaldi天線。
【背景技術】
[0002]現代飛行器通常攜帶大量的監視和通信設備，這就需要更多數量的天線來進行數據交換和通信聯系。然而，飛行器因為空間限制，又要防止各天線之間的干擾，故能夠安裝的天線數量十分有限。因此機載天線迫切需要滿足小型化、寬帶等的通信需求。并且，飛行器需要有較長的通信距離，這就要求天線還需要滿足良好的定向特性。
[0003]Vivaldi天線就是這么一類增益高、方向性強，帶寬寬的天線。然而在當前市場的超寬帶天線中，很難滿足在小型化的同時有良好的定向特性。如文獻“Y形縫隙加載小型化超寬帶Vivaldi端射天線”(空軍工程大學學報，2015年4月，第16卷第2期，p73?p77)，通過在輻射貼片兩側加載Y形縫隙的方法，將天線表面電流匯聚于槽線附近，使天線的輻射特性明顯提高，但是后瓣輻射較大，輻射效率較低。文獻“平衡對拓Vivaldi天線的改進設計”(電子元件與材料，2014年4月，第33卷第4期，p37?p39)，在常規平衡對拓Vivaldi天線的基礎上，通過加載半橢圓介質板和開不對稱半橢圓槽，很好地改善了天線的方向特性，具有較高的增益和較強的方向性，然而在小型化方面做得比較差。
【發明內容】
[0004]發明的目的:為了提供一種效果更好的電阻加載的小型化側饋對趾Vivaldi天線，具體目的見具體實施部分的多個實質技術效果。
[0005]為了達到如上目的，本發明采取如下技術方案:
電阻加載的小型化側饋對趾Vivaldi天線，其特征在于，包含天線本體，天線本體包含上層金屬層、介質基板和下層金屬層，上層金屬層包括由微帶饋電線、微帶饋電線與金屬區相連，金屬區與加載電阻相連，加載電阻與加載金屬區相連;下層金屬層上的布置與除去微帶饋電線的上層金屬層的布置是關于中心線鏡像對稱的;天線本體從中部對折。
[0006]本發明進一步技術方案在于，所述金屬區為指數曲線線包圍的金屬區。
[0007]本發明進一步技術方案在于，微帶饋電線的寬度是階梯式變化的，越接近金屬片寬度越小。
[0008]本發明進一步技術方案在于，所述加載電阻為貼片電阻。
[0009]本發明進一步技術方案在于，所述加載金屬區是由三條直線和指數曲線組合的區域，加載金屬區上開等間隔的矩形槽線，而且加載金屬區的指數曲線和金屬區的指數曲線平行。
[0010]本發明進一步技術方案在于，上層金屬層還包含寄生貼片，寄生貼片是矩形金屬片，位于中央靠上的位置;下層金屬層也包含寄生貼片。
[0011]本發明進一步技術方案在于，所述中心線和寄生貼片的中心線貼合。
[0012]本發明進一步技術方案在于，所述介質基板為FR-4介質基板。
[0013]采用如上技術方案的本發明，相對于現有技術有如下有益效果:本發明新型的電阻加載小型化側饋對趾Vivaldi天線與現有Vivaldi天線相比，具有以下優點:
(I)小型化程度比較高，VSWR〈2時的最低頻率達到410MHz。
[0014](2)帶寬達到13倍頻。
[0015](3)采用了電阻加載和矩形寄生貼片，方向性有很大的提高。
[0016](4)后瓣很低。
【附圖說明】
[0017]為了進一步說明本發明，下面結合附圖進一步進行說明:
圖1是本發明新型的一個具體實施例的上表面；
圖2是實施例的下表面；
圖3是實施例的側視圖；
圖4是實施例的駐波比(VSWR)特性；
圖5是實施例的增益特性；
圖6是實施例在頻率為2GHz的方向圖特性；
圖7是實施例在頻率為3GHz的方向圖特性；
其中:1.微帶饋電線、2.金屬區、3.加載電阻、4.加載金屬區、5.寄生貼片。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本發明的實施例進行說明，實施例不構成對本發明的限制:
參見附圖1?3，本發明新型的一種電阻加載的小型化側饋對趾Vivaldi天線，由上層金屬層、下層金屬層和中間的介質基板構成。
[0019]如圖1所示，上層金屬層包括由微帶饋電線(、指數曲線線包圍的金屬區、加載電阻
3、加載金屬區4和寄生貼片5。其中，微帶饋電線I與指數曲線包圍的金屬區相連，指數曲線包圍的金屬區與加載電阻3相連，加載電阻3與加載金屬區4相連。并且，微帶饋電線I的寬度是階梯式變化的。加載電阻3為貼片電阻。加載金屬區4的是由三條直線和指數曲線組合的區域，并在邊上開等間隔的矩形槽線，而且加載金屬區4的指數曲線是金屬區指數曲線的一部分。寄生貼片5則是矩形金屬片，位于中央靠上的位置。
[0020]下層金屬層與除去微帶饋電線I的上層金屬層是關于中心線鏡像對稱的，中心線為圖1和圖2中的虛線。
[0021]該天線采用的是普通的FR-4介質基板。上層金屬層與下層金屬層是附在介質基板的上下表面。
[0022]—種電阻加載的小型化側饋對趾Vivaldi天線，主要是在傳統對趾Vivaldi天線的基礎上，饋電線彎折至側邊。極大程度地減小了天線的尺寸，提高了小型化程度。并利用電阻加載的方式來提高方向性。其特征在于，該天線是結構比較簡單的微帶天線，由上層金屬層、介質基板和下層金屬層依次疊加而成。
[0023]本發明新型的電阻加載的小型化側饋對趾Vivaldi天線經實際測試證明:阻抗帶寬最低能達到410MHz，最低頻率的增益大于-3dB。在整個帶寬中具有較強的方向性，最高增益能達到8.24dB，如圖4?圖7所示。
[0024]以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本領域的技術人員應該了解本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的范圍內。
【主權項】
1.電阻加載的小型化側饋對趾Vivaldi天線，其特征在于，包含天線本體，天線本體包含上層金屬層、介質基板和下層金屬層，上層金屬層包括由微帶饋電線、微帶饋電線與金屬區相連，金屬區與加載電阻相連，加載電阻與加載金屬區相連;下層金屬層上的布置與除去微帶饋電線的上層金屬層的布置是關于中心線鏡像對稱的;天線本體從中部對折。2.如權利要求1所述的電阻加載的小型化側饋對趾Vivaldi天線，其特征在于，所述金屬區為指數曲線線包圍的金屬區。3.如權利要求1所述的電阻加載的小型化側饋對祉Vivaldi天線，其特征在于，微帶饋電線(I)的寬度是階梯式變化的，越接近金屬片寬度越小。4.如權利要求1所述的電阻加載的小型化側饋對趾Vivaldi天線，其特征在于，所述加載電阻為貼片電阻。5.如權利要求2所述的電阻加載的小型化側饋對趾Vivaldi天線，其特征在于，所述加載金屬區是由三條直線和指數曲線組合的區域，加載金屬區上開等間隔的矩形槽線，而且加載金屬區的指數曲線和金屬區的指數曲線平行。6.如權利要求1所述的電阻加載的小型化側饋對祉Vivaldi天線，其特征在于，上層金屬層還包含寄生貼片，寄生貼片是矩形金屬片，位于中央靠上的位置;下層金屬層也包含寄生貼片。7.如權利要求1所述的電阻加載的小型化側饋對趾Vivaldi天線，其特征在于，所述中心線和寄生貼片的中心線貼合。8.如權利要求1所述的電阻加載的小型化側饋對趾Vivaldi天線，其特征在于，所述介質基板為FR-4介質基板。
【文檔編號】H01Q13/08GK106025538SQ201610607105
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月29日
【發明人】朱永忠, 謝文宣
【申請人】中國人民武裝警察部隊工程大學