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Vivaldi天线国内外研究现状

时间:2019-02-20 21:05来源:毕业论文
Vivaldi天线是渐变缝隙天线的一种,需要差分信号进行馈电。因此需要先了解微带缝隙天线。制作微带缝隙天线的过程是在一个金属薄层上用化学电腐蚀或光刻腐蚀的方法形成所需形状的

 Vivaldi天线是渐变缝隙天线的一种,需要差分信号进行馈电。因此需要先了解微带缝隙天线。制作微带缝隙天线的过程是在一个金属薄层上用化学电腐蚀或光刻腐蚀的方法形成所需形状的缝隙,一层绝缘的介质基片附着于金属层下面,不仅起到了隔离,也起到缝隙用微带线来进行馈电的作用。不同的微带缝隙天线可以通过金属表面不同的缝隙形状来实现。微带缝隙天线这种新型天线是Y.Yoshimura发表于1972年。微带缝隙天线辐射的产生是通过存在于接地板上的缝隙产生的,在另一侧的介质板上的微带线作为天线馈电部分使用。由不同的天线性能要求产生了很多种形状的缝,常见的有矩形环缝、矩形缝和圆环缝等[6]。33435
    最早由Gibson 与 Mahapatra 提出的渐变平面缝隙天线是端射型(TSA),常使用于毫米量级波段[7]。依据不同的渐变缝隙、不同大小尺寸,以及变化情况,渐变天线的主要分为三种:指数渐变平面缝隙天线(Vivaldi 天线)、非渐变平面缝隙天线(Constant width Slot Antenna,CWSA)以及直线渐变平面缝隙天线( LinearlyTapered Slot Antenna, LTSA),三种天线的结构如图1.2所示:
 三种基本型的渐变天线结构图
图1.2 三种基本型的渐变天线结构图
2002年,Yun等设计实现了的一个4路10~21GHz的相控阵天线[8],它是由4通道多路器、pet相移器、TSA天线和宽带T/R带状线馈电等组件组成。Hong等于2006年,实现了由6通道多路器、宽带T/R组件、PET相移器和带状线馈电TSA天线组成的一个6路频带宽为10-35GHz的相控阵平面天线[9]。Ehud Gazi在1988年,设计了一种对踵Vivaldi天线的结构[10],微带线馈电方式被使用于此天线的结构中,微带线转换到平行双线由巴伦完成,这种巴伦为渐变的结构,很宽的天线频带在该天线中实现。对对踵Vivaldi天线来说,它的交叉极化差[11]。J.D.S.Langley等于1993年,改进了对踵Vivaldi天线,得到了平衡式Vivaldi天线结构[12]。微带线馈电的方式与平衡式的Vivaldi天线采用带状线馈电结构相对比,此种平衡式不是经常采用。Rolf H. Judaschke等人设计出了毫米波波段的波纹状的渐变缝隙天线[13],此次是在2004年发生的。一般在未经过改进的渐变缝隙中每个单元都有较高的副瓣电频。为了解决此问题,一些国外的研究者提出一种新型的双Vivaldi 天线[14],馈电方式由共面波导完成。其结构如图1.3所示。其有好的应用前景,如在系统—差波束跟踪系统中。论文网
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耦合渐变槽天线的结构图
     此领域的研究,在国内也有学者们在结构不同的Vivaldi的方面涉及到,并且成果显著。在参考文[15]中3个超宽带渐变缝隙天线在相同的介质上完成了设计。参考文[16]对一个Vivaldi天线的分析使用了时域有限差分法(FDTD)这种方法。对开槽天线在UHF 频段的宽带阻抗特性进行了有关分析计算,得出了天线的宽带驻波参数,如参考文[17]设计。
     对Vivaldi 天线适用于频带3.1-10.6GHz,也如上使用时域有限差分算法(FDTD),来进行模型建立和有关的计算,得到天线脉冲延时大约存在0.5ns,不大的振铃效应,相对而言,相位失真在高频部分来的大。参考文[18]设计的宽频带微带天线频率在0.5-4.5GHz的范围内,来满足微波暗室中天线近场测量系统的需要 。文献[19]设计的超宽带Vivaldi天线是采用微带线馈电结构的,等效电路法用来设计完成天线馈电部分。该天线工作频段为3.1-10.6GHz。在参考文[20]通过对常规Vivaldi 天线贴片形式经行优化的方式,设计出一种天线的改进形式-兔耳形Vivaldi 天线。通过分析有关改进型Vivaldi 天线电性能,在此基础上一种工作频带在6-18GHz 的改进型Vivaldi 天线被设计和制作出,耦合渐变槽线这种天线在参考文[21]提到了,馈电方式是双工器,和差波束在此也得到了实现。 Vivaldi天线国内外研究现状:http://www.lwfree.cn/yanjiu/20190220/30548.html
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