X频段Vivaldi天线设计说明
vivaldi天线设计公式
vivaldi天线设计公式vivaldi天线是一种具有广泛应用前景的宽带天线，其设计公式是实现其性能优越的关键之一。
在宽带通信、雷达系统、无线电频谱监测等领域具有重要意义。
本文将从vivaldi天线的原理、设计方法、性能分析等方面，深入探讨其设计公式在实际应用中的重要性。
vivaldi天线是一种宽带双极化天线，其结构特点是具有辐射带宽宽、增益高、方向性好等优点。
作为一种新型的宽带天线，vivaldi天线在通信领域的应用正在不断扩展。
其设计公式是实现其宽带特性的基础，研究和优化设计公式对提高vivaldi天线性能具有重要意义。
vivaldi天线的设计公式通常包括天线的几何结构参数、频率响应和辐射特性等方面。
在设计vivaldi天线时，需要根据具体的应用需求选择适当的设计公式，并进行仿真验证和优化。
设计公式的选择和优化将直接影响到vivaldi天线的性能表现，因此设计公式的研究至关重要。
vivaldi天线的设计公式涉及到天线的各种参数，包括开口宽度、长度、角度等。
这些参数的选择和调整将影响到vivaldi天线的频率响应特性、辐射特性和波束特性。
通过对这些参数的设计和控制，可以实现对vivaldi天线性能的有效优化，满足不同应用领域对天线性能的要求。
在vivaldi天线的设计过程中，设计公式的选择不仅需要考虑到天线的宽带特性，还需要考虑到天线的辐射特性、方向性和极化特性等方面。
通过对这些设计公式的分析和比较，可以找到最优的设计方案，实现vivaldi 天线性能最大化。
除了设计公式的选择，vivaldi天线的设计过程中还需要考虑到材料选择、加工工艺等因素。
设计公式与材料性能之间的匹配是实现vivaldi天线性能优越的重要因素之一。
通过合理选择材料和优化设计公式，可以实现vivaldi天线性能的进一步提升。
vivaldi天线作为一种宽带天线，在通信、雷达系统、无线电频谱监测等领域都有着重要的应用价值。
设计公式的研究和优化将不断推动vivaldi天线技术的发展和应用。
超宽带Vivaldi天线单元及阵列设计
第11期 肀螬f SM 龛找*f MVol .15N o.il2020 年 11 月Journal of CAEIT Nov . 2020doi ： 10. 3969/j . issn . 1673-5692. 2020. 11.006超宽带Vivaldi 天线单元及阵列设计史信荣、史劼2,熊洋洋\柯进、罗旭东1(1.广东省计量科学研究院广东省现代几何与力学计量技术重点实验室，广东广州51〇4〇5;2.中国工业互联网研究院，北京100110)摘要：文中设计了一种新型超宽带平衡对跖Vivaldi 天线单元和阵列。
研究分析了主要结构参数 对天线性能的影响，通过增加金属隔板、接地柱、减小天线剖面高度等方式，将天线单元的阻抗带宽由1.7个倍频程提升至5个倍频程。
该新型天线单元具有阻抗带宽较宽、结构尺寸小的特点，是一 种较为理想的超宽带阵列天线单元。
在单元优化的基础上，文中对8 x 8的超宽带天线阵列性能进 行了研究，结果表明该天线阵列具有良好的阻抗带宽和辐射性能。
关键词：超宽带；Vivaldi 天线；平衡对跖中图分类号:TN 98文献标志码：A文章编号：1673-5692(2020) 11-10654)5Design of Ultra-Wideband Wide-angle Scanning VivaldiAntenna and ArraySHI Xin-rong 1 , SHI Jie 2 , XIONG Yang -yang 1 ,KE Jin ' , LUO Xu -dong 1(1. Guangdong Institute of Metrology , Guangdong Provincial Key Laboratory of Modem Geometric and MechanicalMetrology Technology , Guangzhou 510405 ,China ；2. China Academy of Industrial Internet , Beijing 100036,China )Abstract ： A novel ultra-wideband (UWB ) balanced antipodal Vivaldi antenna element and array withwide-angle scanning is designed . The influence of the main structural parameters on the antenna perform ance is analyzed . The impedance bandwidth of the antenna element is improved from 1. 7 octaves to 5 oc taves by adding metallic partitions , metallic poles and reducing the height of the antenna . The novel an tenna element not only has a wide impedance bandwidth , but also a smaller structure size . The length and width of the antenna element is only half of the wavelength corresponding to the highest frequency . It is an ideal UWB wide-angle scanning array antenna element . On the basis of element optimization , the performance of 8 x 8 UWB array is studied . The results show that the aiTay has a wide impedance band width and good radiation performance .Key words ： ultra-wideband (UWB ) ； vivaldi antenna ； balanced antipodal〇引言阵列天线具有快速扫描、波束形状捷变、空间功 率合成的能力，广泛应用在卫星通信、遥感遥测等领域。
超宽带(300MHZ-3GHz)Vivaldi 天线小型化仿真设计
超宽带（300MHZ-3GHz）Vivaldi天线小型化仿真设计
------------理论篇
公司让设计微带天线，要求是直径60mm，频率为300MHz到3GHz，网上搜了一些资源发现都是200mm-300mm，再经过筛选之后，决定对Vivaldi天线进行小型化设计。
借鉴《超宽带异面Vivaldi接受天线的设计与研究》，对其设计的天线进行小型化设计。
天线依旧采取两条对数渐变曲线为主，如下图所示。
利用Excel将两条曲线的坐标点计算出来（下图），然后利用AutoCAD的pl命令画出天线。
在AutoCAD里画出后首先进行缩小到60*60（当然后面发现设计完远远大于60mm），然后导入到ADS当中进行设计仿真。
经过一系列试验后得到下图天线，红色为正面（信号），黄色为背面（地）。
看起来很概念吧，哈哈。
这里我们先看大小吧。
下来看一看仿真数据。
图像显示在-10d一下的为920MHz-3GHz，驻波比在3以下的856MHz-3GHz，在超宽带方面性能还可以。
（匹配阻抗还不懂，所以未知。
这方面是个坑，哈哈！！）
选取2.4GHz仿真出来的二维三维图像
各项增益参数
因为不符合公司要无法保证真实
公司要求，此天线没有做出实物进证真实可靠性，仅供大家参考，
实物进行测试，。
8-18GHz的Vivaldi天线的分析与设计
8-18GHz的Vivaldi天线的分析与设计范烨【摘要】本文设计了一种工作频带范围为8-18GHz的高增益Vivaldi天线阵元.通过电磁仿真软件HFSS V12.0对天线阵元的几何结构进行仿真优化,计算了天线的驻波系数、增益方向图等电性能参数.仿真结果表明该Vivaldi天线增益方向图对称性好,波束覆盖范围宽,增益高,可以很好地满足作为宽频带宽角扫描阵列单元的要求.【期刊名称】《甘肃科技》【年(卷),期】2016(032)014【总页数】2页(P31-32)【关键词】Vivaldi天线;宽频带;高增益;宽波束【作者】范烨【作者单位】兰州781厂研究所,甘肃兰州730070【正文语种】中文【中图分类】TN622超宽带技术在1970年得到深入研究并在无线领域得到应用。
20世纪80年代作了最广泛的研究，随着脉冲无线通信组成部分新的完善和对系统性能更好的理解，超宽带通信技术进入到成熟阶段，使超宽带通信系统的实现成为可能。
现代超宽带系统对天线主要有四个要求［1］：（1）宽带特性；（2）波束对称；（3）天线单元要足够小，否则天线在最高频点方向图会出现畸变；（4）天线单元能够与印刷电路的收发模块集成，用以实现波束电扫描。
相对带宽大于25%是超宽带系统最大的特点。
以往传统的雷达一般相对带宽较小，已经不能满足日益增长的要求。
宽带、超宽带、高稳定则是新一代雷达的关键技术。
超宽带天线的类型有对数周期天线、螺旋天线、变形双锥天线以及Vivaldi天线，而Vivaldi天线由于具有超宽频带特性。
除此以外，Vivaldi天线还具有副瓣电平低、增益适中、波束宽度可调等优点，无论单独使用还是作为阵列单元都具有良好的性能。
因此，研究Vivaldi天线对有源相控阵雷达的性能以及共形相控阵雷达的研制都具有非常重要的意义。
Vivaldi天线的基本结构示意图如图1所示，一般由印制电路技术制成，利用微带线或带状线对阵元馈电作为阵元的一部分，每个Vivaldi天线都包含一个巴仑过度段。
宽带Antipodal Vivaldi天线的设计与分析
Ｅｌｃ ｒｎｉ ｃ．＆ Ｔｅ ｈ ／Ｏｃ．１ ｅ ｔｏ ｃ Ｓ ｉ ｃ． ｔ ５． ２ ０ ０１
宽 带 Ａ ｔ ｏ ａ Ｖｖ ｌｉ 线 的 设 计 与 分 析 ｎｉ ｄ ｌ ｉ ｄ 天 ｐ ａ
蒋 旭 东 ，李 萍 ，陆 兴 刚
（．武 警 工 程 学 院 研 究 生 管理 大 队 ，陕 西 西 安 １ 摘 要 ７０ ８ ；２ 警 工 程 学 院 通 信 工 程 系 ，陕 西 西 安 １０ ６ ．武 ７０８） １０ ６ 基 于非 周期 天线理 论 ，通过 在传 统 Ｖｖｌｉ 线的辐射 区加栽 槽线 ，设计 了一种 新 型 Ａ ｔ ｏａ Ｖｖｌｉ 线 ，显 ｉ ｄ天 ａ ｎ ｐｄｌ ｉ ｄ ｉ ａ
文 中设 计 的对极 型渐 变 天 线 Ａ ｔ ｏ ａ Ｖ ｖｌｉ ｎｉ ｄｌ ｉａ 是 ｐ ｄ 渐变 槽 线 天 线 的 一 种 变 形 和 改 进 ，要 求 其 能 覆 盖
Ｉ Ｅ ８ ２ １ ａ 、ｇ 准的 ２ ４ Ｈ 和 ５ ８Ｇ 。该 Ｅ Ｅ ０ ． １ 、ｂ 标 ．５ Ｇ ｚ ． Ｈｚ
Ｊａ ｇ Ｘｕ ｏ ｇ ， Ｌ ｉ ｇ ， Ｌ ｎ ｇ ｎ ｉｎ ｄ ｎ ｉ ｎ Ｐ ｕ Ｘｉ ｇ ａ ｇ
（ ． ｈ ｎ ｇ ｍｅｔｏ ａ ｕ ｔ ｔｄ ｎｓ ｎ ｉｅｒ ｇＣ ｌ ｇ ｆ ＡＰ １ Ｔ ｅＭａ ａ ｅ ｎ ｆ ｄ ａｅＳｕ ｅ ｔ，Ｅ ｇｎ ｅｉ ｏｌ ｅｏ Ｇｒ ｎ ｅ Ｃ Ｆ，Ｘｉ ｎ７ ０ ８ ’ １ ０ ６，Ｃ ｉａ ａ ｈｎ ；
２ Ｄ ｐ ｒ ｎ ｆＣ ｍｍ ｎｃｔ ｎＴ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｅ ｇｎ ｅｉｇＣ ｌ ｇ ｆ ｈ Ａ Ｆ，Ｘ ’ ０ ６，Ｃ ｉａ ． ｅ ａｔ ｔ ｏ ｕ ｉａｉ ｅｈ ｏｏｙ ｎ ｉｅ ｒ ｏｌ ｅｏ ｅＣ Ｐ ｍｅ ｏ ｏ ｎ ｅ ｔ ｉ ｎ７ ０ ８ ａ １ ｈｎ ）
高增益低副瓣X波段宽带圆极化Vivaldi天线阵设计
ＷＵ Ｗｅ ｎ － ｈ ｅ ， Ｗ ＥＩ Ｇａ ｏ ， Ｚ ＨＡＯ Ｗｅ ｎ — ｑ ｉ ， Ｌ Ｉ Ｗｅ ｎ － ｔ ｉ ｎ ｇ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆＥ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄＩ ｎ ｆ ｏ Ｉ ｍ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ ｗ ｅ ｓ ｔ ｅ ｒ ｎ Ｐ ｏ ｌ ｙ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｘ ｉ ａ ｎ ７ １ ０ １ ２ ９ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
于２ ０ ｄ Ｂ 。 两 个 主 平 面的 方 向 图 对 称 性 良好 且 基 本 重 合 。 各 天 线 单元 间 的 低 耦 合 使 得 天 线 阵 的 交叉 极 化 很 低 。 实 物
测 试 结果 与仿 真 结 果基 本 吻 合 。
关 键 词 ： 圆极 化 ；Ｖ ｉ ｖ ａ ｌ ｄ ｉ 天 线 ；宽 带 ；高增益 ；低 副 瓣 ；阵列
吴文鹤 ，韦 高，赵文奇 ，李文廷
（ 西北 工 业 大学 电子 信 息 学 院 ，陕 西 西 安 ７ １ ０ １ ２ ９ ）
摘要 ： 设 计 了一种新 型 的覆盖 ｘ波段 的 宽带 圆极化 ２× ２天线 阵 ，具 有 高增 益 、低 副瓣 和 良好 的 圆极化 性能。 该
阵列以 Ｖ ｉ ｖ ａ ｌ ｄ ｉ 天 线 为 基 本 单 元 ，采 用 旋 转 对 称 的 十 字 形 结 构 ， 四 端 口等 幅 馈 电且 相 位 依 次 为 ０ 。 ，９ ０ ￣ ，１ ８ ０ ￣ 和
第２ ２卷 第 ５期
Ｖｌ ０ １ ． ２ ２
ＮＯ ． ５
电子设 计工ｎｇ ｉ ｎｅ ｅ ｒ ｉ ｎｇ
超宽带小型化对拓vivaldi天线的设计
第52卷 第11期2019年11月通信技术Communications Technology Vol.52 No.11Nov. 2019·2798·0 引 言近年来，无线通信成为发展最迅猛的领域之一。
天线是无线通信系统极其重要的部分。
通信系统中的信号的接收和发送都离不开天线。
但是，随着无线通信的不断发展，人们的通信要求提出了更高要求，不但要求通信速率要高，而且通信质量的要求* 收稿日期：2019-07-16；修回日期：2019-10-20 Received date:2019-07-16;Revised date:2019-10-20基金项目：山东省博士基金项目（No.ZR2017BF017）；国家青年科学基金项目（No.61701278）；毫米波国家重点实验室开放课题（No.K201929）；国家级大创项目-超宽带小型化对拓vivaldi 天线（No.201810446022）Foundation Item: Shandong Province Doctor Foundation(No.ZR2017BF017);NaturalYouth Science Foundation of China(No.61701278);StateKey Laboratory Millimeter Waves(No.K201929);Ultra-wideband Miniaturized Paired Vivaldi Antenna(No.201810446022)通讯联系人：xujuan125@ Corresponding author: xujuan125@文献引用格式：张淑晨，李相辉，袁茂雲等.超宽带小型化对拓Vivaldi天线的设计[J].通信技术，2019，52（11）：2798-2802.ZHANG Shu-chen,LI Xiang-hui,YUAN Mao-yun,et al.Design of Ultra Wideband MiniaturizedVivaldi Antenna[J].Communications Technology,2019,52(11):2798-2802.doi:10.3969/j.issn.1002-0802.2019.11.038超宽带小型化对拓Vivaldi 天线的设计*张淑晨，李相辉，袁茂雲，方 宇，刘文超，徐 娟（曲阜师范大学，山东 曲阜 273165）摘 要：当今社会通信技术迅猛发展，无线通信成为通信领域的重要组成部分。
CST_Article15_Vivaldi天线
Vivaldi天线在过去的几年中，微波工程欧洲电磁协会（MWEE）的仿真基准有着悠久的历史。
这也促使一些非常著名的软件供应商用各种不同的方法进行测试。
而这些测试的结果总是极其令人期待，这是因为这些结果代表了目前模拟技术的水平，而且也为寻找单一方法与软件程序包之间的异同点提供了机会。
图1： Vivaldi天线的外在MWEE的基准制定的历史上，天线问题是头一次被提出来。
平衡Vivaldi天线由于其复杂的外观和形状给基准制定的参与者们提出了严峻的挑战。
在2000年MWEE的期刊中阐述了CAD的标准，随后的几期期刊里陆续报道了中来自六位研究人员的实验结果，并在2001年2月的期刊中以标准的测试结果而告终。
所有软件制作者对已经公布的标准化结果和仿真结果之间的比较揭示了它们之间巨大的不同。
可是对此MWEE并没有给出合理的原因。
CST精确地计算了Vivaldi结构，并且在实现了详尽的收敛学习法之后可以说我们的结果是高度的精确。
因此，我们愿意与你分享我们的想法，来详细阐述一下这些结果中的一部分。
在接下来的几页里，你会看到有很多关于性能和精确度的探讨，标准化结果和仿真结果之间差异的论述，模型输入时间常数的标记，以及通过CST微波实验室实现的基准结果并插有大量的图片或动画图片。
总之，我们只能推荐那些感兴趣的读者们接受我们对于CST微波实验测试许可的建议吧。
您可以关注一下到底哪一种电磁场仿真工具才识最有效的。
图5： 测试结果图7：模型外观图8显示了在0-20GHz的频率范围内，未标准化的参考电阻为41.88Ohm时S参数的幅度变化。
下图显示了在10GHz 点处E 面交叉极化和H 面共极化的方向系数。
对于这个远区场图，坐标系的建立是为了是z 轴平行于主轴。
通过对许多竞争者所提供的数据进行对比，可以发现只要考虑到计算时间和存储设备的要求，时域计算有其明显的优势。
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X频段Vivaldi天线设计天线对发射和接收电磁(EM)能量的高频通信和电子系统很关键。
天线的基本行为可以用其波场强度、极化及传播方向来描述。
有没有一种方法能让Vivaldi天线在微波频率下提供杰出的方向传播性，用一种简单设计达到高带宽？相信本文将给你答案。
本系列文章分为三个部分，此篇为第一部分，将说明Vivaldi天线如何在微波频率下提供杰出的方向传播性，本研究目标的Vivaldi天线针对X频段应用，即8～12GHz频段。
天线对发射和接收电磁(EM)能量的高频通信和电子系统很关键。
虽然有许多不同种类的天线，但都是根据同一基本电磁原理工作的。
天线的基本行为可以用其波场强度、极化及传播方向来描述。
在如机载雷达和通讯系统中的关键要求包括效率高、带宽大、重量轻、体积小及简单。
渐变式槽缝天线(TSA)是Gibson在1973年提出的，非常适合满足这些要求。
1986年第一次分析了无衬底TSA的简单例子，随后出现了更先进的分析方法。
许多早期TSA实验用电子设计自动化(EDA)软件设计和分析工具进行，如Ansoft(.ansoft.)公司的高频结构仿真器(HFSS)和Computer Simulation Technology(.cst.)公司的CST Microwave Studio。
但对所有此项探讨，以前对实际TSA设计的研究都不够，因此本文将给出一款高频单端指数Vivaldi天线。
为本研究设计的Vivaldi天线针对X频段应用，即8～12 GHz频段。
天线采用安捷伦科技公司(.agilent.)的Advanced Design System (ADS) EDA软件工具模型化并仿真，采用矩量法(MoM)分析。
此方法基于精确的格林函数；用于ADS中的基于MoM的过程计算反射系数和天线中的未知电流。
随后计算反射系数，基本函数的收敛和电流分布以及远场辐射行为。
通过用微波矢量网络分析仪(VNA)和谱分析仪进行高频测量来验证部分参数。
在计划设计Vivaldi天线之前，应该仔细了解其特性。
在设计和制造Vivaldi天线之前，其基本组成、工作原理、辐射形式、TSA类型、极化以及馈电技术必须仔细考虑并研究。
要了解这种天线的设计，首先采用现代高频EDA工具仿真，然后制作并测量，以将性能与仿真结果相比较。
Vivaldi天线是一种有用的配置，原因是其简单性、宽带宽和在微波频率下的高增益。
总的来说，为端射辐射图，使其成为连续一种比例、渐进弯曲、慢泄漏端射行波天线。
在不同频率下，Vivaldi天线的不同部分在辐射，而辐射部分的大小在波长上是常数。
就其本身而言，Vivaldi天线理论上为无限工作频率围，在此围波束宽度为常数。
文献上诸如“渐变开槽”、“槽式”、“渐变槽式”这样的术语在Vivaldi天线中一直是互用的。
这些天线包括蚀刻到薄金属膜的渐变槽，在薄膜一侧有或者没有电介基板。
除效率和重量轻的特点之外，像Vivaldi天线这样的TSA很吸引人，因为可以在宽带宽工作，产生对称端射束流，增益可观，侧瓣低。
图1示意了一个Vivaldi天线的基本结构，W E为输入槽宽度，W A为辐射区槽宽度，W O为输出槽宽度。
Vivaldi天线有两个传播和辐射区：1. 由W E< W< W A定义的区域。
2. 由W A < W{ < W O定义的区域。
Vivaldi天线是一种“表面形”行波天线。
电磁波沿天线弯曲槽路径传输。
与自由空间波长相比，导体之间的分割区很小，波受到严格限制。
随着分割的增加，限制越来越弱，波从天线发射出去。
这发生在边缘分割大于一半波长时。
行波沿Vivaldi天线的结构传输，因为电磁波相速小于自由空间光速。
因此，Vivaldi天线特点是端射式辐射，如图2所示。
相速限制情况与空气电介质情况有关，因此束宽和副瓣水平比现有电介基板的情况大得多。
此外，相速和导波长随厚度、电介常数和渐变设计而变。
TSA可以设计为多种渐变形式。
平面TSA有两个共同特征：辐射槽作为天线地平面及天线由平衡槽线馈电。
设计平面TSA中的难题包括采用在天线中采用低介电常数基板材料和达到适当的槽线阻抗匹配。
通过采用低介电常数基板材料，能得到相对高的槽线阻抗。
这样，如果采用微带馈电，要达到阻抗匹配就很难。
因此，从微带到槽的转换将会限制TSA的工作带宽。
已进行过支撑材料弯曲对不同类型TSA的影响的试验研究。
实验表明，渐变形式的弯曲对增益、束宽和TSA带宽影响巨大。
实际上，馈电一般决定了高频限，而孔径尺寸决定了低频限。
因此，要使TSA带宽最大化，合理设计馈电结构很关键。
虽然微波集成电路(MIC)一般用微带实现，但槽线仍是TSA馈电的最佳传输媒介。
从微带到槽线的转换应紧凑并有损失，以便将来自天线的微波信号耦合到平面微带电路。
可以采用多种馈电技术，最常用的方法是同轴馈电线和微带馈电线。
关于Vivaldi天线选择采用微带到槽线转换的优势将在本系列文章的下一部分详细说明。
本系列文章的上一部分说明了Vivaldi天线如何在微波频率下提供杰出的方向传播性，下面将介绍Vivaldi天线选择采用微带到槽线转换的优势所在。
与其它馈电机制相比，从微带到槽线的转换具有许多优点。
这一转换可以简单地用常规光刻工艺制造。
此外，双面印刷电路板(PCB)的制作可以一侧用微带，另一侧用槽线，以达到紧凑转换。
本报告中Vivaldi天线就采用了这种转换类型(图3)。
微波PCB中广泛采用的微带线为非平衡线，虽然Vivaldi天线要求用槽线传输线馈电，槽线传输线为平衡线。
非平衡到平衡传输所需要的不平衡变压器必须工作在至少两倍频程，甚至高达多倍频程。
最好是，不平衡变压器与频率无关。
为说明TSA设计的有效性，从其它可能的设计中选择Vivaldi天线，因为对这一配置已经进行过大量的研究。
无论设计哪种天线，电介质基板材料的选择都很关键。
有很多基板材料可选，而其特性和介电常数差异很大。
本实验性Vivaldi天线更适合在低电介常数基板上制作转换和Vivaldi天线，避免采用短钻孔。
本实验天线用Rogers公司(.rogerscorporation.)的RO4003C基板材料制作，此材料的介电常数为3.38。
采用安捷伦的ADS软件优化用于8GHz～12GHz的设计。
Vivaldi天线选择采用微带到槽线转换，因为与其它方法相比，此方法有许多优点。
一个主要优点是这种转换可以方便地用常规照相蚀刻工艺制作，可以做成一侧用微带而另一侧用槽线的双面PCB。
Kayani等在2005年提出了一种简单的集成Vivaldi天线。
其单面设计采用了带线到槽线耦合，如图4。
这一设计的最大优点是，与对踵Vivaldi天线相比，可以更小。
此外，因为天线尺寸小，采用计算机辅助设计(CAE)软件工具时，仿真时间相对要短。
图4为工作在8GHz～12GHz频率的双面Vivaldi天线示意图，长度为7.48cm，宽为2.08cm。
微带线的宽度为0.29cm。
圆形槽端的直径为1cm，槽线间隙为0.08cm。
采用Agilent的ADS软件套件Momentum EM分析工具设计和仿真的过程有很多步骤：1.构建高频Vivaldi天线物理层设计2.选择理想的Momentum运行模式进行Vivaldi天线仿真3.确定需要的基板材料和其特性4.通过前期计算采用的基板材料求基板参数5.设计天线口并定义其特性6.建立并生成电路网7.建立并仿真Vivaldi天线的性能8.查看S参数和辐射图结果。
用Momentum软件构建并仿真Vivaldi天线的实际步骤将在本系列文章的下一部分详细说明，下一部分将发表在《微波与射频》(Microwaves & RF)杂志的2008年8月刊上。
在第三部分，将给出针对Vivaldi天线，对用商用测试设备在9GHz频段进行的测量结果和用安捷伦?司的Agilent Momentum平面EM仿真软件进行的仿真结果进行比较。
Vivaldi天线可以在微波频段提供优秀的定向传播性能。
正如本文前两部分介绍的那样，Vivaldi天线可以是基于渐变开槽天线(TSA)架构的一种简单设计。
作为第三部分，这篇文章比较了对这一设计制造的X波段天线的实际测量结果和利用安捷伦科技公司(.agilent.)提供的Advanced Design System(ADS)软件做的仿真结果。
利用安捷伦?司ADS软件套件中的Agilent Momentum EM分析工具所做的八点设计和仿真过程在第一部分有详细描述。
该天线在RO4003C材料上制造，SMA边缘连接器与天线的微带线相粘连，SMA插座的外部地气引脚短路到天线的槽线地平面，SMA的中心引脚则被焊接到微带传输线。
图5给出了以这种方式制造的Vivaldi天线板，该天线板可直接用于测试和评估。
测量包括产生S参数和辐射方向图。
图6是用于评估Vivaldi天线S11参数的测试设置实例。
在进行测量之前，矢量网络分析仪(VNA)必须先完成校准。
然后将Vivaldi天线的50Ω连接器和VNA的端口1连接器通过一根50Ω的低损耗同轴电缆连接起来。
VNA测量频率围被设为8到12GHz。
一旦从VNA获得S11 log magnitude值，就能与Momentum分析得到的仿真结果进行比较。
通过比较可以发现用于辐射方向图测量的最佳频率是9.20GHz。
用于辐射方向图测量的测试设置如图7所示。
为了完成这些测量，需要将微波信号发生器通过一根高质量的50Ω同轴电缆连接到Vivaldi天线的SMA连接器。
信号发生器被调谐到天线的最佳频率9.20GHz，它的输出功率电平被设为+10dBm。
如果这是正确的天线最佳频率，那么测量得到的辐射方向图应该匹配仿真结果。
将作为测量接收器并且具有合适频率围的微波频谱分析仪通过一根低损耗50Ω同轴电缆连到另一根Vivaldi天线，然后将该分析仪调谐到信号发生器使用的频率围(8到12GHz)。
为了同时测试Vivaldi天线发射器和接收器，发射器和接收器之间的距离应设置在1米或1米以上。
接收天线可以被旋转到不同的角度，而发射天线被设定在一个固定角度。
这种设置对测量Vivaldi天线接收到的功率以及确定天线的极场辐射方向图是非常有利的。
接收天线能以10度的步距在0到360度任意旋转，频谱分析仪上测量的功率电平单位是dBm。
Vivaldi天线发射的功率可以通过将作为发射器的Vivaldi天线代替喇叭和抛物线发射天线得到。
增益测量测试设置与辐射方向图测量相同。
喇叭型天线通过一根精密的50Ω同轴电缆连接到信号发生器并用作发射器。
信号发生器的频率被设在9.20GHz，功率电平被设在0dBm。
Vivaldi天线通过同轴电缆连接到频谱分析仪，而喇叭型天线则指向Vivaldi天线。