针对常规Vivaldi天线尺寸大、低频段前向辐射增益低的问题，设计了一款覆盖2.7～18.3 GHz的小型化高增益超宽带端射天线。该天线通过在辐射贴片两侧加载Y形缝隙的方法，将天线表面电流汇聚于槽线附近，使天线的辐射特性明显提高。改善天线的阻抗匹配特性，展宽天线带宽，提高天线的增益，增强天线端射效果，天线的尺寸仅为25 mm×25 mm×1 mm，实现了小型化。低频部分（2.7～8 GHz）增益比原始天线提高最大值为3.5 dB。通过天线实物的加工和测试，进一步验证了设计的可靠性。
### Y形缝隙加载小型化超宽带Vivaldi端射天线
#### 摘要与研究背景
本文提出了一种新型的小型化、高增益、超宽带端射天线，其工作频率范围覆盖2.7~18.3GHz。这种设计的主要目的是解决传统Vivaldi天线存在的两个主要问题：一是尺寸较大，二是低频段时前向辐射增益较低。通过在天线辐射贴片两侧加载Y形缝隙的方式，可以有效汇聚天线表面电流至槽线附近，从而显著提升天线的辐射性能。
#### 技术原理与方法
**Y形缝隙的作用机制**：Y形缝隙的设计能够改变天线表面电流的分布，使得大部分电流汇聚在槽线附近。这种设计能够优化天线的阻抗匹配特性，进一步拓宽天线的带宽，并且提高了天线的增益，增强了天线的端射效果。此外，由于电流分布更加集中，还实现了天线的小型化。
**小型化实现**：为了实现小型化，本研究中的天线尺寸被控制在25mm×25mm×1mm范围内。这相对于传统Vivaldi天线来说是一个显著的进步，特别是在高频应用领域中，小型化对于设备集成度的提高至关重要。
**增益提升**：在低频部分（2.7~8GHz），该天线的最大增益比原始天线提高了3.5dB。这对于需要在较宽频带内保持高增益的应用场合非常重要。
#### 实验验证与结果分析
为了验证设计的有效性，研究人员进行了实物加工和测试。测试结果表明，所设计的天线不仅具有良好的小型化特性，而且在低频段表现出显著的增益提升，符合预期的目标。这些结果进一步证明了设计的可靠性和有效性。
#### 关键词解释
- **Vivaldi天线**：一种经典的宽带天线，因其独特的结构和宽广的工作频带而被广泛应用于雷达、通信等领域。
- **端射天线**：指天线的辐射方向主要沿着天线轴线方向，而非垂直于天线平面。
- **小型化**：指通过技术手段减小天线尺寸的过程，这对于移动通信设备尤其重要。
- **高增益**：天线增益是衡量天线放大信号能力的指标，高增益意味着更强的信号发射和接收能力。
- **超宽带**：指的是覆盖较宽频率范围的天线或系统，能够在多个不同频段内工作。
#### 结论
本文介绍的Y形缝隙加载小型化超宽带Vivaldi端射天线，在保持原有宽带特性的基础上，成功解决了传统Vivaldi天线尺寸过大和低频段增益不足的问题。通过对天线结构的创新设计，实现了天线的小型化和高增益，同时拓宽了天线的带宽，这为未来无线通信技术的发展提供了新的思路和技术支持。通过实际加工和测试验证，证实了该设计方案的可行性和有效性，为实际应用奠定了坚实的基础。
