X頻段Vivaldi天線(xiàn)簡(jiǎn)單設計方案

　　測量包括產(chǎn)生S參數和輻射方向圖。圖6是用于評估Vivaldi天線(xiàn)S11參數的測試設置實(shí)例。在進(jìn)行測量之前，矢量網(wǎng)絡(luò )分析儀(VNA)必須先完成校準。然后將Vivaldi天線(xiàn)的50Ω連接器和VNA的端口1連接器通過(guò)一根50Ω的低損耗同軸電纜連接起來(lái)。VNA測量頻率范圍被設為8到12GHz。

　　一旦從VNA獲得S11 log magnitude值，就能與Momentum分析得到的仿真結果進(jìn)行比較。通過(guò)比較可以發(fā)現用于輻射方向圖測量的最佳頻率是9.20GHz。用于輻射方向圖測量的測試設置如圖7所示。為了完成這些測量，需要將微波信號發(fā)生器通過(guò)一根高質(zhì)量的50Ω同軸電纜連接到Vivaldi天線(xiàn)的SMA連接器。信號發(fā)生器被調諧到天線(xiàn)的最佳頻率9.20GHz，它的輸出功率電平被設為+10dBm。如果這是正確的天線(xiàn)最佳頻率，那么測量得到的輻射方向圖應該匹配仿真結果。

　　將作為測量接收器并且具有合適頻率范圍的微波頻譜分析儀通過(guò)一根低損耗50Ω同軸電纜連到另一根Vivaldi天線(xiàn)，然后將該分析儀調諧到信號發(fā)生器使用的頻率范圍(8到12GHz)。

　　為了同時(shí)測試Vivaldi天線(xiàn)發(fā)射器和接收器，發(fā)射器和接收器之間的距離應設置在1米或1米以上。接收天線(xiàn)可以被旋轉到不同的角度，而發(fā)射天線(xiàn)被設定在一個(gè)固定角度。這種設置對測量Vivaldi天線(xiàn)接收到的功率以及確定天線(xiàn)的極場(chǎng)輻射方向圖是非常有利的。接收天線(xiàn)能以10度的步距在0到360度內任意旋轉，頻譜分析儀上測量的功率電平單位是dBm。Vivaldi天線(xiàn)發(fā)射的功率可以通過(guò)將作為發(fā)射器的Vivaldi天線(xiàn)代替喇叭和拋物線(xiàn)發(fā)射天線(xiàn)得到。

　　增益測量測試設置與輻射方向圖測量相同。喇叭型天線(xiàn)通過(guò)一根精密的50Ω同軸電纜連接到信號發(fā)生器并用作發(fā)射器。信號發(fā)生器的頻率被設在9.20GHz，功率電平被設在0dBm。Vivaldi天線(xiàn)通過(guò)同軸電纜連接到頻譜分析儀，而喇叭型天線(xiàn)則指向Vivaldi天線(xiàn)。Vivaldi天線(xiàn)接收到的功率被顯示在頻譜分析儀的顯示器上，根據該功率值可以計算出增益來(lái)。

　　如前所述，對Vivaldi天線(xiàn)的主要測量參數包括S參數、輻射方向圖和增益。正如Langley et al.在199612中建議的那樣，對最佳的天線(xiàn)性能來(lái)說(shuō)S11 log magnitude應低于-15dB。一個(gè)設計合理的Vivaldi天線(xiàn)的輻射方向圖應顯示具有定向傳播特性的端射式輻射方向圖。天線(xiàn)應有中等程度的增益才能在微波成像應用中有高的發(fā)射效率。

本文系列文章的最后一部分將探討哪些因素會(huì )影響對Vivaldi天線(xiàn)的測量。

　　本系列文章的第三部分比較了對設計制造的X波段天線(xiàn)的實(shí)際測量結果和利用安捷倫科技公司(www.agilent.com)提供的Advanced Design System(ADS)軟件做的仿真結果。最后我們將探討哪些因素會(huì )影響對Vivaldi天線(xiàn)的測量。