加载引向器的SSPPs超宽带Vivaldi天线设计

徐娟; 王伟; 王俊龙; 王建超

doi:10.19728/j.issn1672-6634.2025040011

聊城大学学报（自然科学版） ›› 2026, Vol. 39 ›› Issue (3) : 382 -390. DOI: 10.19728/j.issn1672-6634.2025040011

加载引向器的SSPPs超宽带Vivaldi天线设计

徐娟, 王伟, 王俊龙, 王建超

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摘要

提出一种加载引向器的人工表面等离激元(Spoof Surface Plasmon Polaritons, SSPPs)超宽带Vivaldi天线。针对传统Vivaldi天线增益较低的问题，通过集成SSPPs波导和加载引向器结构实现性能突破。首先，在传统Vivaldi天线中引入周期性凹槽的SSPPs波导结构，通过优化其椭圆渐变匹配设计，激发表面SSPPs模式，显著提升天线增益，同时保持超宽带特性。进一步在SSPPs超宽带Vivaldi天线基础上加载“凹”形引向器阵列，通过优化单元尺寸与周期性排布，有效调控表面电流分布并抑制表面波，使峰值增益提升至12.28 dBi,辐射效率最高达98%,工作带宽为14.63～36.54 GHz。结构上采用低损耗Rogers RT5880介质基板，实现了低剖面、高阻抗匹配及稳定的端射辐射特性。仿真结果表明，该设计在毫米波频段兼具超宽带、高增益与高效率优势，为未来毫米波通信系统的高性能天线设计提供了新思路。