一种新型超宽带渐变槽线天线设计

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1、万方数据2009年12月第36卷第6期西安电子科技大学学报(自然科学版)．JOURNAL0FXIDIANUNIVERSITYDec．2009V01．36No．6一种新型超宽带渐变槽线天线设计宋跃，焦永昌，张福顺，王乃彪(西安电子科技大学天线与微波技术重点实验室，陕西西安710071)摘要：设计并制作了一种新型微带馈电的渐变槽线天线．采用改进的微带一槽线过渡，更好地解头了超宽带天线的阻抗匹配问题．提出一种新型渐变辐射曲线，有效地改善了低频段的匹配特性．实物样机的测试结果表明，在0．92～14．25GHz频带内该天线的电压驻波比小于2．0t1

2、，带宽比达到15．4：1，而且其带内辐射方向图的前后比大于15dB，交叉极化低于一18dB．关键词：超宽带；渐变槽线天线；微带一槽线过渡中国分类号：TN823．24文献标识码：A文章编号：1001—2400(2009)06—1034—05Designofanovelultra。widebandtaperedslotantennaSONGYue，JIAOYong—chang，ZHANGFu—shun，WANGNai—biao(KeyLab．ofAntennasandMicrowaveTechnology，XidianUniv．，Xi’an7

3、10071，China)Abstract：Amicrostripfedultra-widebandtaperedslotantennaisdesignedandfabricated．Thewidebandimpedancematchingisobtainedbytheuseofamodifiedmicrostrip／slotlinetransition．Theimprovementofimpedancecharacteristicsatthelowerbandisachievedbyintroducinganovelflarecurvea

4、saradiationpart．Themeasuredresultsoftheproposedantennademonstratethatthisdirectionalantennaachievesaratiobandwidthof15．4l1forVSWR≤2from0．92to14．25GHz．Thefront-to-hackratioandcrosspolarizationratioofitsradiationpatternsovertheoperatingbandaregreaterthen18dBandlessthan～18dB

5、．respectively．KeyWords：ultra—wideband，taperedslotantenna；microstrip-slottransition近年来，随着通讯技术的迅猛发展，天线广泛应用于电子对抗系统、超宽带雷达、卫星通信等领域，在高速无线LAN、家庭网络及无线电话等方面也有广泛的需求n{]，因此设计一种结构简单、性能良好的超宽带天线具有重大的现实意义．超宽带天线按最大辐射方向可分为全向超宽带天线和定向超宽带天线．对于全向超宽带天线，平面单极天线具有结构简单，易于集成等特点，因而被广泛应用．传统的定向超宽带天线形式有

6、螺旋天线、对数周期天线、加脊喇叭天线和渐变槽线天线等[31]，其中渐变槽线天线具有易加工、成本低、高增益和良好的定向辐射特性，已经成为定向超宽带天线研究的热点．Gazit设计的微带馈电对踵Vivaldi天线具有很宽的阻抗带宽．之后改进的带状线馈电对踵Vivaldi天线解决了微带不平衡馈电引起的交叉极化高的问题，但是这种天线在高频段辐射效率较低，远场辐射方向图会出现裂瓣∞{]．微带线和带状线馈电的Vivaldi天线解决了上述Vivaldi天线的缺点，但是该类Vivaldi天线的微带一槽线过渡设计难度较大，文献中给出的天线带宽比小于10：lL

7、7J．笔者在传统的Viva

8、di天线的基础上，设计了一种新型超宽带渐变槽线天线，使用改进的微带一槽线过渡结构，解决了超宽带阻抗匹配问题；采用新型渐变曲线，有效地改善了低频段阻抗匹配特性．在0．92～14．25GHz频带内该天线的电压驻波比小于2．0：l，带宽比达到15．4：1，同时该天线保持了良好的定向辐射、较低的交叉极化和较高的增益．收稿日期：2008—10-06作者简介：宋跃(1982一)，男，西安电子科技大学博士研究生，E。mail：ysong@mail．xidian．edu．ca．万方数据第6期宋跃等：一种新型超宽带渐变槽线天线设

9、计10351天线设计与仿真结果图1给出新型渐变槽线天线的结构图．天线的尺寸为290mm×170mmx0．6mm，辐射曲线长度L，为265mm．所选介质板的介电常数为2．65，损耗角正切值为0．