X频段Vivaldi天线简单设计方案

　　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测量频率范围被设为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范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范围(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度内任意旋转，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。Vivaldi天线接收到的功率被显示在频谱分析仪的显示器上，根据该功率值可以计算出增益来。

　　如前所述，对Vivaldi天线的主要测量参数包括S参数、辐射方向图和增益。正如Langley et al.在199612中建议的那样，对最佳的天线性能来说S11 log magnitude应低于-15dB。一个设计合理的Vivaldi天线的辐射方向图应显示具有定向传播特性的端射式辐射方向图。天线应有中等程度的增益才能在微波成像应用中有高的发射效率。

本文系列文章的最后一部分将探讨哪些因素会影响对Vivaldi天线的测量。

　　本系列文章的第三部分比较了对设计制造的X波段天线的实际测量结果和利用安捷伦科技公司(www.agilent.com)提供的Advanced Design System(ADS)软件做的仿真结果。最后我们将探讨哪些因素会影响对Vivaldi天线的测量。