超寬帶異面Vivaldi接收天線(xiàn)的設計與研究

由方程看出，參數c1和c2是影響曲線(xiàn)變化速度最明顯的參數，它們也直接影響天線(xiàn)的開(kāi)口大小，進(jìn)而影響接收天線(xiàn)的低頻特性，即在頻率較低時(shí)反射系數的優(yōu)劣。通過(guò)掃描，發(fā)現c1和c2對S11參數的影響如圖2。

（a）參數c1對S11的影響

（b）參數c2對S11的影響

圖2參數c1和c2對S11的影響圖

從圖2可以看出，c1和c2對S參數確實(shí)有明顯的影響，當c1=66，c2=26時(shí)，S參數存在最優(yōu)解，優(yōu)于它們取其他值的情況。經(jīng)過(guò)掃描，發(fā)現方程內其他參數對天線(xiàn)性能也有些影響，還有倒角半徑r也會(huì )影響S參數，取r=30時(shí)為最優(yōu)，如圖3。

圖3倒角半徑r對S參數的影響

經(jīng)過(guò)優(yōu)化，得到未加巴倫過(guò)渡時(shí)單天線(xiàn)的最優(yōu)參數表如下

表1未加巴倫過(guò)渡時(shí)單天線(xiàn)的最優(yōu)參數表

按照表1所取參數，通過(guò)仿真，得到S參數如圖4，方向圖如圖5.

圖4優(yōu)化后天線(xiàn)S參數圖

圖5優(yōu)化后天線(xiàn)各頻率E面方向圖

由圖4可以看出，未加巴倫時(shí)天線(xiàn)的最低頻率為318MHz（以-10dB為標準），但是在450MHz和750MHz處存在兩個(gè)小的阻帶，這是由于饋電處的阻抗不匹配造成的。從圖5可以看出，該天線(xiàn)在各個(gè)頻率的方向圖相差不大，E面方向圖有良好的全向性，即對接收時(shí)天線(xiàn)的擺放角度要求不高，這對于接收天線(xiàn)是必須要求的。

3線(xiàn)性漸變巴倫過(guò)渡的設計

如圖6所示，該巴倫過(guò)渡為從微帶到平行雙線(xiàn)的過(guò)渡，介質(zhì)基片采用和天線(xiàn)一樣的材料，，厚度,長(cháng)寬。為了使結構簡(jiǎn)單，易于加工，從微帶段到雙線(xiàn)段采取線(xiàn)性過(guò)渡。為了驗證過(guò)渡效果，采取背靠背過(guò)渡形式進(jìn)行檢驗。

圖6天線(xiàn)的平衡饋電巴倫設計

（a）參數w1對巴倫S11的影響

（b）參數w2對巴倫S11的影響

圖7參數w1和w2對巴倫的S11參數影響圖