随着通信设备的不断升级,天线向着高性能、高实用价值的方向发展,而天线性能的测试借助于天线测量系统。其中近场天线测量在天线测量领域中备受青睐,而探头作为近场测量系统中至关重要的一部分,它的好坏直接影响到测试的效率和测试结果的准确,所以对其性能的要求极为严苛。针对传统探头带宽过窄和测试效率较低的弊端,本文研究设计了一系列高性能的超宽带双极化探头,具体内容为:1.超宽带双极化传统Vivaldi探头设计。通过顶端加载寄生贴片及辐射臂上加载曲形槽等方法设计了单极化Vivaldi天线,然后通过平移馈电网络、正交放置的方式获得一款双极化探头。由仿真结果得出,该探头可工作于0.4-6GHz,整体尺寸为110mm×170mm×0.7mm,在工作频段内电压驻波比小于2,端口隔离度大于28dB,交叉极化隔离度大于22dB,探头辐射方向图对称性良好。2.超宽带双极化对踵Vivaldi探头设计。通过将单槽AVA结构改进为加载反相结构的双槽AVA结构,以及在双槽AVA结构上加载不等长矩形槽等方法设计了单极化对踵Vivaldi天线,然后通过延伸介质板、L型垂直放置的方式获得一款双极化探头。该探头可工作于0.4-6GHz,整体尺寸为100mm×180mm×0.9mm,由仿真结果可知,电压驻波比小于2,交叉极化隔离度大于29dB,端口隔离度大于27dB。将该探头加工并测试,测试结果表示,频带内驻波比小于2,端口隔离度大于25dB,交叉极化隔离度大于27dB。3.超宽带双极化双馈点Vivaldi探头设计。通过输入端加载匹配结构、顶端加载短路匹配枝节及介质板上加载弧形金属寄生带等方法设计了单极化双馈点Vivaldi天线,然后也通过平移馈电、垂直放置的方式获得一款双极化探头。该探头可工作于0.4-6GHz,探头尺寸为80mm×180mm×1.4mm。将该探头加工并测试,仿真与测试结果无明显差异,由实测结果可知,电压驻波比在工作频带内小于2,交叉极化隔离度大于27dB,端口隔离度大于35dB,探头辐射方向图对称性良好。4.针对高频天线测量仿真设计了两款超宽带双极化探头。在超宽带双极化双馈点Vivaldi探头结构的基础上,根据匹配特性简化探头整体结构,由此仿真设计两款适用于高频天线测量使用的探头。两个高频段探头的工作频段分别为4-18GHz,10-40GHz,探头尺寸分别为29mm×62mm×1mm,12mm×25mm×0.4mm。两探头在各自工作频段内的端口隔离度均大于28dB,电压驻波比均小于2,交叉极化隔离度分别大于28dB,30dB。