專利名稱：樹形接入連通延遲線漸變槽線脈沖天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種脈沖天線，尤其是一種樹形接入連通延遲線漸變槽線脈沖天線，屬于脈沖天線制造的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
脈沖天線輻射脈沖信號(hào)時(shí)，在脈沖電流從天線輸入端流到天線末端的這段時(shí)間內(nèi)，如果脈沖天線不能把電磁能量全部輻射出去，在天線輻射末端會(huì)有剩余的未輻射出去的脈沖電流，剩余脈沖電流會(huì)在天線中沿原來的路徑返回，在此后的過程中繼續(xù)輻射電磁能量，因此天線輻射波形中會(huì)產(chǎn)生拖尾脈沖。在脈沖天線用于探地雷達(dá)時(shí)，這些拖尾脈沖與來自目標(biāo)的信號(hào)在時(shí)域相重疊，從而對(duì)目標(biāo)信號(hào)產(chǎn)生干擾，因此通常要采取措施降低輻射脈沖波形中拖尾脈沖的影響。漸變槽線天線作為一種脈沖天線，具有工作頻帶寬，制作簡單等優(yōu)點(diǎn)。漸變槽線天線的應(yīng)用非常廣泛，在探地雷達(dá)中也有較多的應(yīng)用。目前，對(duì)于漸變槽線脈沖天線，公知的方法是采用電阻加載降低拖尾脈沖的幅度，以減少其對(duì)目標(biāo)信號(hào)的影響。這些加載方法的主要問題是加載的電阻會(huì)引起脈沖天線輻射效率的降低，而且當(dāng)天線工作頻段較高、天線的尺寸較小時(shí)，更難以解決拖尾脈沖問題。另外從天線的饋電端看， 天線是開路，不利于瞬態(tài)脈沖能量的輻射。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題本實(shí)用新型目的是提出一種樹形接入連通延遲線漸變槽線脈沖天線， 該天線能在尺寸小的條件下，延遲脈沖天線輻射脈沖波形中拖尾脈沖出現(xiàn)的時(shí)間，避免拖尾脈沖對(duì)目標(biāo)信號(hào)的干擾，并且對(duì)天線輻射效率的影響較小。技術(shù)方案本實(shí)用新型的樹形接入連通延遲線漸變槽線脈沖天線包括一對(duì)漸變槽線輻射貼片、介質(zhì)基板、微帶饋線、樹形接入線和連通延遲線；兩個(gè)漸變槽線輻射貼片對(duì)稱的位于介質(zhì)基板同一面，微帶饋線的導(dǎo)帶、樹形接入線和連通延遲線在介質(zhì)基板的另一面； 兩個(gè)輻射貼片之間縫隙的邊緣張開形成喇叭形開口，漸變槽線輻射貼片末端開口最大位置是天線輻射末端，與喇叭形開口相對(duì)的另一端是槽線開路端；微帶饋線的外端是天線的饋電端，內(nèi)端先是微帶饋線到槽線的過渡段，然后在末端由短路孔將微帶饋線的導(dǎo)帶與另一面的漸變槽線輻射貼片連接；樹形接入線的分枝匯聚于匯聚點(diǎn)接連通延遲線，樹形接入線分枝另一方向的末端經(jīng)過金屬化過孔與背面的輻射末端連接；連通延遲線一端與匯聚點(diǎn)連接，另一端將左右兩段連通延遲線連通。所述的微帶饋線到槽線的過渡段靠近槽線的開路端。樹形接入線和連通延遲線印制、蝕刻或者放置在介質(zhì)基板上，或懸浮在介質(zhì)基板上面的空氣中。天線的輻射末端由稠密分布的金屬化過孔與樹形接入線的分枝末端相接，使?jié)u變槽線脈沖天線輻射末端的剩余脈沖能量能盡量多地進(jìn)入電流通路。連通延遲線的形狀為來回折返排列的直線或者發(fā)夾形，導(dǎo)線的長度方向與天線的
3主輻射方向平行。連通延遲線的長度足夠長，以保證脈沖能量在延遲線上的傳播時(shí)間大于所需要的拖尾脈沖相對(duì)于主輻射脈沖的延遲時(shí)間。連通延遲線和樹形接入線構(gòu)成了連通的電流通路。脈沖信號(hào)首先從漸變槽線脈沖天線的饋電端輸入，經(jīng)過微帶饋線，微帶到槽線的過渡段，傳播到槽線上。再經(jīng)過槽線傳播到輻射段，邊傳播邊輻射至天線的輻射末端。在天線的輻射末端，接入線和連通延遲線為未輻射的剩余脈沖能量的電流提供了附加電流通路，避免了輻射末端開路而使得未輻射的剩余脈沖能量返回天線的輻射單元，形成再輻射而導(dǎo)致拖尾脈沖。剩余脈沖能量經(jīng)金屬化的過孔進(jìn)入樹形接入線和連通延遲線。樹形接入線的長度遠(yuǎn)小于連通延遲線，而連通延遲線大部分線段的方向平行于天線的主輻射方向，因此連通延遲線在主輻射方向上的輻射較小，而且發(fā)夾形相鄰線段的輻射有抵消作用，所以脈沖信號(hào)通過連通延遲線時(shí)的輻射很小， 只有到發(fā)夾形的末端，由于線段方向的原因以及沒有相鄰線段的抵消作用，輻射會(huì)比較強(qiáng)， 形成拖尾脈沖。由于連通延遲線的延遲作用，這個(gè)拖尾脈沖相對(duì)于天線的主輻射脈沖，在時(shí)間上有了延遲。而且樹形接入線和連通延遲線在其所占據(jù)的空間也不影響天線在主輻射方向的能量輻射。另外從饋電端看，連通的電流通路更有利于脈沖能量的輻射。與樹形接入線相連的稠密分布的金屬化過孔使?jié)u變槽線脈沖天線輻射末端的剩余脈沖能量可以盡量多地進(jìn)入延遲線，更有效的延遲拖尾脈沖的出現(xiàn)。同時(shí)由于沒有加載電阻，對(duì)天線輻射效率的不利影響也較小。樹形接入線和連通延遲線可以在較小的尺寸空間提供盡可能長的電流通路，特別適合于工作頻段高的小尺寸天線。調(diào)整介質(zhì)基板的厚度、介質(zhì)基板材料的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率、接入線和連通延遲線的長度等都可以改變脈沖信號(hào)中拖尾脈沖的延遲時(shí)間。有益效果本實(shí)用新型的有益效果是，對(duì)漸變槽線脈沖天線進(jìn)行了樹形接入線的連通延遲線加載，使得在小尺寸天線條件下，可以延遲脈沖天線輻射脈沖波形中拖尾脈沖出現(xiàn)的時(shí)間，避免拖尾脈沖對(duì)目標(biāo)信號(hào)的干擾，并且對(duì)天線輻射效率的影響較小。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中有漸變槽線輻射貼片1，介質(zhì)基板2，微帶饋線3，樹形接入線4，連通延遲線 5，微帶饋線的導(dǎo)帶6，天線的輻射末端7，槽線8，天線的饋電端9，微帶到槽線的過渡段10， 短路孔11，接入線匯聚點(diǎn)12，金屬化過孔13。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是樹形接入連通延遲線漸變槽線脈沖天線由一對(duì)漸變槽線輻射貼片、介質(zhì)基板、微帶饋線、一對(duì)樹形接入線、連通延遲線組成；其中漸變槽線輻射貼片位于介質(zhì)基板的一面，微帶饋線的導(dǎo)帶、樹形接入線、連通延遲線位于介質(zhì)基板的另一面。兩片漸變槽線輻射貼片位于介質(zhì)基板的同一表面，兩片漸變槽線輻射貼片之間縫隙的邊緣張開形成喇叭形的開口，輻射貼片末端開口最大的位置，是天線的輻射末端。在縫隙開口另外的方向盡頭一段，兩片漸變槽線輻射貼片之間縫隙的邊緣平行，形成槽線，槽線與輻射末端之間貼片縫隙寬度變化的一段為天線的輻射段；槽線的一端是開路，槽線的另一端接天線的輻射段。微帶饋線的接地面就是一片漸變槽線輻射貼片，微帶饋線的一端是天線的饋電端，微帶饋線的另一端是微帶到槽線的過渡段；過渡段靠近槽線的開路端，在過渡段，微帶的導(dǎo)帶在槽線的介質(zhì)基板上方跨過縫隙，然后通過短路孔在縫隙的邊緣與另一片漸變槽線貼片連接。樹形接入線和連通延遲線位于兩個(gè)漸變槽線輻射貼片所對(duì)應(yīng)的介質(zhì)基板背面的區(qū)域內(nèi)。在每個(gè)漸變槽線輻射貼片的介質(zhì)基板背面分布有一個(gè)樹形接入線，樹形接入線的分枝呈輻射狀匯聚于一處，即接入線的匯聚點(diǎn)。兩區(qū)域的樹形接入線通過接入線的匯聚點(diǎn)經(jīng)連通延遲線相連。連通延遲線的長度足夠長，以保證脈沖能量在連通延遲線上的傳播時(shí)間大于所需要的拖尾脈沖相對(duì)于主輻射脈沖的延遲時(shí)間。每個(gè)樹形接入線分枝在其另一方向末端，通過金屬化的過孔與天線的輻射末端連接。連通延遲線和樹形接入線構(gòu)成了連通的電流通路。脈沖信號(hào)首先從漸變槽線脈沖天線的饋電端加入，經(jīng)過微帶饋線，微帶到槽線的過渡段，傳播到槽線上。再經(jīng)過槽線傳播到輻射段，邊傳播邊輻射至天線的輻射末端。在天線的輻射末端，接入線和連通延遲線為未輻射的剩余脈沖能量的電流提供了附加電流通路，避免了輻射末端開路而使得未輻射的剩余脈沖能量返回天線的輻射單元，形成再輻射而導(dǎo)致拖尾脈沖。剩余脈沖能量經(jīng)金屬化的過孔進(jìn)入樹形接入線和連通延遲線，樹形接入線的長度遠(yuǎn)小于連通延遲線，而發(fā)夾形的連通延遲線大部分線段的方向平行于天線的主輻射方向，因此連通延遲線在主輻射方向上的輻射較小，而且發(fā)夾形相鄰線段的輻射有抵消作用，所以脈沖信號(hào)通過連通延遲線時(shí)的輻射很小，只有到發(fā)夾形的末端， 由于線段方向的原因和沒有相鄰線段的抵消作用，輻射會(huì)比較強(qiáng)，形成拖尾脈沖。由于連通延遲線的延遲作用，這個(gè)拖尾脈沖相對(duì)于天線的主輻射脈沖，在時(shí)間上有了延遲。而且連通延遲線在其所占據(jù)的空間也不影響天線在主輻射方向的能量輻射。另外從饋電端看，連通的電流通路更有利于脈沖能量的輻射。與樹形接入線相連的稠密分布的金屬化過孔使?jié)u變槽線脈沖天線輻射末端的剩余脈沖能量可以盡量多地進(jìn)入延遲線，更有效的減小拖尾脈沖的影響。樹形接入線和連通延遲線可以在較小的尺寸空間提供盡可能長的電流通路，特別適合于工作頻段高的小尺寸天線。調(diào)整介質(zhì)基板的厚度、介質(zhì)基板材料的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率、接入線和連通延遲線的長度等都可以改變脈沖信號(hào)中拖尾脈沖的延遲時(shí)間。 在結(jié)構(gòu)上，該樹形接入連通延遲線漸變槽線脈沖天線由漸變槽線輻射貼片1、介質(zhì)基板2、微帶饋線3、樹形接入線4和連通延遲線5組成，其中漸變槽線輻射貼片1和微帶饋線3的微帶饋線的導(dǎo)帶6、樹形接入線4、連通延遲線5分別位于同一介質(zhì)基板2的兩側(cè)。兩片漸變槽線輻射貼片1之間縫隙的邊緣張開形成喇叭形的開口，輻射貼片1末端開口最大的位置，是天線的輻射末端7 ；與輻射末端7相反的方向盡頭一段，兩片漸變槽線輻射貼片縫隙的邊緣平行，形成槽線8，槽線8與輻射末端7之間貼片縫隙寬度變化的一段為天線的輻射段；槽線的一端是開路，槽線的另一端接天線的輻射段；微帶饋線3的接地面就是一片漸變槽線輻射貼片1，微帶饋線3的一端是天線的饋電端9，微帶饋線3的另一端是微帶到槽線的過渡段10 ；微帶到槽線的過渡段10靠近槽線8的開路端，在微帶到槽線的過渡段， 微帶饋線3的微帶饋線的導(dǎo)帶6在槽線8介質(zhì)基板2的上方跨過縫隙，然后通過短路孔11 在縫隙的邊緣與另一片漸變槽線貼片1連接。樹形接入線4和連通延遲線5位于漸變槽線輻射貼片1所對(duì)應(yīng)的介質(zhì)基板2背面的區(qū)域內(nèi)，每個(gè)漸變槽線輻射貼片1所對(duì)的介質(zhì)基板 2背面分布有一個(gè)樹形接入線4，樹形接入線4分枝呈輻射狀匯聚于接入線匯聚點(diǎn)12，兩區(qū)域的樹形接入線4通過接入線匯聚點(diǎn)12經(jīng)連通延遲線5相連，每個(gè)樹形接入線4的分枝在其另一方向末端，通過金屬化過孔13分別與天線的輻射末端7連接。連通延遲線5形狀可以為發(fā)夾形，其長度足夠長，以保證脈沖能量在連通延遲線上的傳播時(shí)間大于所需要的拖尾脈沖相對(duì)于主輻射脈沖的延遲時(shí)間。短路孔11或金屬化過孔13可以為金屬柱或空心金屬化過孔，過孔13稠密均勻分布，穿透介質(zhì)基板2，與每個(gè)樹形接入線4的分枝末端一一相連。樹形接入線4和連通延遲線5構(gòu)成連通的電流通路。在制造上，該樹形接入連通延遲線漸變槽線脈沖天線的制造工藝可以采用半導(dǎo)體工藝、陶瓷工藝、激光工藝或印刷電路工藝。該樹形接入連通延遲線漸變槽線脈沖天線由漸變槽線輻射貼片1、介質(zhì)基板2、微帶饋線3、樹形接入線4、連通延遲線5所組成，其中漸變槽線輻射貼片1由導(dǎo)電性能良好的導(dǎo)體材料構(gòu)成，位于介質(zhì)基板2的同一表面，介質(zhì)基板2 要使用損耗盡可能低的介質(zhì)材料。樹形接入線4和連通延遲線5制作在介質(zhì)基板2的另一側(cè)，連通延遲線5的長度足夠長，以保證脈沖能量在連通延遲線上的傳播時(shí)間大于所需要的拖尾脈沖相對(duì)于主輻射脈沖的延遲時(shí)間，因此連通延遲線5的形狀制作為發(fā)夾形，以保證在天線小的尺寸空間內(nèi)連通延遲線5能夠足夠長。根據(jù)以上所述，便可實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。
權(quán)利要求1.一種樹形接入連通延遲線漸變槽線脈沖天線，其特征在于該樹形接入延遲線漸變槽線脈沖天線包括一對(duì)漸變槽線輻射貼片(1)、介質(zhì)基板(2)、微帶饋線(3)、樹形接入線(4) 和連通延遲線(5)；兩個(gè)漸變槽線輻射貼片(1)對(duì)稱的位于介質(zhì)基板(2)同一面，微帶饋線的導(dǎo)帶(6)、樹形接入線(4)和連通延遲線(5)在介質(zhì)基板(2)的另一面；兩個(gè)輻射貼片(1) 之間縫隙的邊緣張開形成喇叭形開口，漸變槽線輻射貼片(1)末端開口最大位置是天線輻射末端(7)，與喇叭形開口相對(duì)的另一端是槽線(8)開路端；微帶饋線(3)的外端是饋電端 (9)，內(nèi)端先是微帶饋線到槽線的過渡段(10)，然后在末端由短路孔(11)將微帶饋線導(dǎo)帶 (6)與另一面的漸變槽線輻射貼片(1)連接；樹形接入線(4)的分枝匯聚于匯聚點(diǎn)(12)接連通延遲線(5)，樹形接入線(4)分枝另一方向的末端經(jīng)過金屬化過孔(13)與背面的輻射末端(7)連接；連通延遲線(5) —端與匯聚點(diǎn)(12)連接，另一端將左右兩段連通延遲線連ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹形接入連通延遲線漸變槽線脈沖天線，其特征在于所述的微帶饋線(3 )到槽線(8 )的過渡段(10 )靠近槽線(8 )的開路端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樹形接入延遲線漸變槽線脈沖天線，其特征在于樹形接入線(4)和連通延遲線(5)印制、蝕刻或者放置在介質(zhì)基板(2)上，或懸浮在介質(zhì)基板(2) 上面的空氣中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹形接入連通延遲線漸變槽線脈沖天線，其特征在于天線的輻射末端(7)由稠密分布的金屬化過孔(13)與樹形接入線(4)的分枝末端相接，使?jié)u變槽線脈沖天線輻射末端(7)的剩余脈沖能量能盡量多地進(jìn)入電流通路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樹形接入連通延遲線漸變槽線脈沖天線，其特征在于連通延遲線(5)的形狀為來回折返排列的直線或者發(fā)夾形，導(dǎo)線的長度方向與天線的主輻射方向平行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樹形接入連通延遲線漸變槽線脈沖天線，其特征在于連通延遲線(5)的長度足夠長，以保證脈沖能量在延遲線上的傳播時(shí)間大于所需要的拖尾脈沖相對(duì)于主輻射脈沖的延遲時(shí)間。
專利摘要樹形接入連通延遲線漸變槽線脈沖天線由漸變槽線輻射貼片(1)、介質(zhì)基板(2)、微帶饋線(3)、樹形接入線(4)和連通延遲線(5)組成。兩個(gè)漸變槽線輻射貼片(1)之間縫隙的邊緣張開形成喇叭形開口；漸變槽線輻射貼片(1)末端開口最大的位置是天線輻射末端(7)，縫隙開口另一端是槽線(8)開路端；微帶饋線(3)一端是饋電端(9)，另一端是微帶到槽線的過渡段(10)。樹形接入線(4)和連通延遲線(5)位于兩貼片的介質(zhì)基板(2)背面區(qū)域，每個(gè)區(qū)域樹形接入線(4)的分枝匯聚于匯聚點(diǎn)(12)，再經(jīng)連通延遲線(5)相連，在樹形接入線(4)分枝末端通過金屬化過孔(13)與末端(7)連接。該天線可在小尺寸條件下延遲拖尾脈沖的出現(xiàn)時(shí)間。
文檔編號(hào)H01Q1/38GK202217788SQ20112033633
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者李順禮, 楊梅, 殷曉星, 趙洪新 申請(qǐng)人:東南大學(xué)