專利名稱：一種用于毫米波成像安檢裝置的超寬帶介質桿天線單元的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種超寬帶介質桿天線單元，特別是一種用于毫米波成像安檢裝 置的超寬帶介質桿天線單元。
背景技術：
毫米波技術被廣泛運用于雷達、制導、導航、遙感和無線通信等領域，毫米波天線 成為系統(tǒng)的核心器件之一，特別是寬頻帶、小型化的天線受到越來越廣泛的關注。人體毫米 波成像安檢裝置中用于人體掃描的天線陣中的天線單元有多種形式主要有槽線結構、貼 片天線單元、波導、偶極子單元和介質桿單元等。由于介質桿天線具有體積小重量輕、可靠 性高、可與各種載體共形、便于集成化和小型化等優(yōu)點而在人體毫米波成像安檢裝置中廣 泛運用。目前已有毫米波介質天線陣列主要由波導陣列與介質桿單元組成。其中介質桿單 元用低介電常數(shù)，相對介電常數(shù)1. 5 3. 0左右的介質材料制成，主要由匹配段和雙向漸變 的輻射段等組成。將每個介質桿單元插入波導陣列的相應波導中即構成毫米波介質天線陣 列。介質桿天線單元在毫米波天線陣列中起至關重要的作用，直接影響整個天線陣的帶寬、 駐波、增益、方向圖和旁瓣等特性。分析以往毫米波介質桿天線單元，主要存在如下不足介質桿單元結構復雜，天線 單元加工一致性差。為了達到天線陣列的最佳性能，傳統(tǒng)介質天線陣列介質單元的設計采 用雙向錐削結構，這必將導致天線陣列單元加工難度大、天線陣列組陣中單元的一致性差 等缺點，實際陣列的性能往往達不到設計要求。

實用新型內容本實用新型目的在于提供一種用于毫米波成像安檢裝置的超寬帶介質桿天線單 元，解決以往毫米波介質天線陣列中介質桿天線單元輻射性能不佳、結構復雜和一致性差 的問題。一種用于毫米波成像安檢裝置的超寬帶介質桿天線單元，介質桿天線單元為整體 結構，分為燕尾匹配段、漸變段、輻射段。燕尾匹配段為燕尾型，漸變段、輻射段為鍥型。燕 尾匹配段的厚度和寬度對應于預定的天線陣饋電波導尺寸，燕尾匹配段的長度為預定的天 線陣饋電波導中心波長1/2 1。燕尾匹配段的厚度小于漸變段的最大厚度，且燕尾匹配段 位于漸變段尾端的中間。漸變段尾端的上下段有兩個相同的介質凸臺，介質凸臺的高度為 預定的天線陣饋電波導中心波長的1/8 1/4。漸變段與輻射段的長度比為1 1 1 2。 漸變段的最小厚度為最大厚度的1/4 1/2，輻射段的最小厚度為最大厚度的1/4 1/2。在介質桿天線陣列中，將介質桿天線單元的燕尾匹配段插入天線陣列的波導饋電 結構中，各介質桿天線單元用于形成輻射特性，分別完成電磁波的發(fā)射和接收，供后端裝置 處理使用。本實用新型在一個方向漸變的結構減小了加工難度，提高了介質桿單元加工的一致性。而介質凸臺結構的引入一方面提高了天線的輻射性能，另一方面在介質桿天線單元 組陣時，提高了各單元插入波導中深度的一致性。由于介質桿天線單元采用特殊的設計結 構，較之傳統(tǒng)的毫米波介質天線陣列的介質桿天線單元，本實用新型的介質桿天線單元簡 單，加工方便，一致性好，工作頻帶寬，覆蓋整個Ka波段。在沈.5 40GHz全頻段內駐波 < 1.3，增益> 12dB，旁瓣電平低于主瓣14dB以上，增益變化3dB左右，主瓣3dB寬度在 30 50度之間，天線性能良好。

圖1 一種用于毫米波成像安檢裝置的超寬帶介質桿天線單元的示意圖。1.燕尾匹配段2.漸變段3.輻射段4.介質凸臺
具體實施方式
一種用于毫米波成像安檢裝置的超寬帶介質桿天線單元，介質桿天線單元為整體 結構，分為燕尾匹配段1、漸變段2、輻射段3。燕尾匹配段1為燕尾型，漸變段2、輻射段3 為鍥型。燕尾匹配段1的厚度和寬度對應于預定的天線陣饋電波導尺寸，燕尾匹配段1的 長度為預定的天線陣饋電波導中心波長1/2。燕尾匹配段1的厚度小于漸變段2的最大厚 度，且燕尾匹配段1位于漸變段2尾端的中間。漸變段2尾端的上下段有兩個相同的介質 凸臺4，介質凸臺4的高度為預定的天線陣饋電波導中心波長的1/8。漸變段2與輻射段3 的長度比為1 1。漸變段2的最小厚度為最大厚度的1/4，輻射段3的最小厚度為最大厚 度的1/4。在介質桿天線陣列中，將介質桿天線單元的燕尾匹配段1插入天線陣列的波導饋 電結構中，各介質桿天線單元用于形成輻射特性，分別完成電磁波的發(fā)射和接收，供后端裝 置處理使用。
權利要求1. 一種用于毫米波成像安檢裝置的超寬帶介質桿天線單元，其特征在于介質桿天線單 元為整體結構，分為燕尾匹配段(1)、漸變段O)、輻射段(3)；燕尾匹配段(1)為燕尾型， 漸變段O)、輻射段(3)為鍥型；燕尾匹配段(1)的厚度和寬度對應于預定的天線陣饋電 波導尺寸，燕尾匹配段(1)的長度為預定的天線陣饋電波導中心波長1/2 1 ；燕尾匹配段 (1)的厚度小于漸變段( 的最大厚度，且燕尾匹配段(1)位于漸變段( 尾端的中間；漸 變段( 尾端的上下段有兩個相同的介質凸臺G)，介質凸臺(4)的高度為預定的天線陣饋 電波導中心波長的1/8 1/4 ；漸變段O)與輻射段(3)的長度比為1 1 1 2 ；漸變 段O)的最小厚度為最大厚度的1/4 1/2，輻射段(3)的最小厚度為最大厚度的1/4 1/2 ；在介質桿天線陣列中，將介質桿天線單元的燕尾匹配段(1)插入天線陣列的波導饋電 結構中，各介質桿天線單元用于形成輻射特性，分別完成電磁波的發(fā)射和接收，供后端裝置 處理使用。
專利摘要本實用新型公開了一種用于毫米波成像安檢裝置的超寬帶介質桿天線單元，介質桿天線單元為整體結構，分為燕尾匹配段(1)、漸變段(2)、輻射段(3)。燕尾匹配段(1)為燕尾型，漸變段(2)、輻射段(3)為鍥型。在介質桿天線陣列中，將介質桿天線單元的燕尾匹配段(1)插入天線陣列的波導饋電結構中，各介質桿天線單元用于形成輻射特性，分別完成電磁波的發(fā)射和接收，供后端裝置處理使用。本實用新型在一個方向漸變的結構減小了加工難度，提高了介質桿單元加工的一致性。而介質凸臺結構的引入一方面提高了天線的輻射性能，另一方面在介質桿天線單元組陣時，提高了各單元插入波導中深度的一致性。
文檔編號H01Q13/24GK201910489SQ20102068395
公開日2011年7月27日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權日2010年12月28日
發(fā)明者何巍, 年豐, 方維海, 柏兵 申請人:中國航天科工集團第二研究院二○三所