陈　金，胡明春，2，张金平,2，李小秋,2

(1. 南京电子技术研究所，　南京 210039)

(2. 天线与微波技术国防科技重点实验室，　南京 210039)



超宽带全金属Vivaldi天线的设计

陈金1，胡明春1，2，张金平1,2，李小秋1,2

(1. 南京电子技术研究所，南京 210039)

(2. 天线与微波技术国防科技重点实验室，南京 210039)

摘要：设计了一种全金属的Vivaldi天线，当频率为3~17 GHz时，其VSWR<2，在宽边扫描情况下，VSWR小于2.0的带宽能达到11 GHz。它不仅具有频带宽、方向性好等特点；同时，它还能解决传统Vivaldi天线制作工艺复杂、制作成本高、物理强度低等问题，能更好地应用于高功率雷达等领域。文中利用高频结构仿真软件HFSS对设计天线的几何尺寸进行了优化，并进行了仿真与分析，通过计算天线的驻波比、方向图、增益等性能验证了天线的超宽带、宽边扫描的特性。

关键词：超宽带；全金属；Vivaldi天线；HFSS软件

0引言

Vivaldi天线是一种应用日益广泛的超宽带天线，文献[1]于1979年提出的一种按指数规律渐变的槽线天线，具有很宽的频带、高的增益以及良好的时域特性[2]等优点，可以做成随频率变化具有恒定增益的天线，由它组成的单极化和双极化阵列能够用于宽带天线阵列或宽频带扫描角的相控阵中[2-3]。近年来，Vivaldi天线一直受到国内外学者的热点研究。

Vivaldi天线采用平面印刷结构，介质基板两侧分别贴有渐变结构的金属薄片，物理强度较低，它的馈电结构比较复杂，整体制作加工成本较高；其次，Vivaldi天线工作于高频段(5 GHz以上)时，微带线或带状线馈电结构的特性阻抗容易随频率的变化而发生改变，产生色散现象[4]，从而影响天线的性能。本文在传统Vivaldi天线的基础上，设计出一款全金属的Vivaldi天线，它能够很好地解决上述问题；采用结构简单的同轴馈电结构，能够解除传统Vivaldi天线在多功能阵列以

及高功率雷达等领域应用的限制[5]；同时，天线金属厚度的增加，使得天线在工作带宽的高频率段不容易出现扫描异常的情况[5-6]。

1全金属Vivaldi天线

1.1Vivaldi天线的机理

Vivaldi天线是一种指……