專利名稱：樹(shù)形接入連通延遲線電阻加載漸變槽線脈沖天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脈沖天線，尤其是一種樹(shù)形接入連通延遲線電阻加載漸變槽線脈沖天線，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(lái)的路徑返回，在此后的過(guò)程中繼續(xù)輻射電磁能量，因此會(huì)形成拖尾脈沖。在脈沖天線用于探地雷達(dá)時(shí)，這些拖尾脈沖與來(lái)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(jiǎn)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，常用的降低拖尾脈沖影響的方法是電阻加載法。現(xiàn)有的電阻加載大部分都是分布加載， 此時(shí)電阻位于天線的饋電點(diǎn)和輻射末端之間，加載電阻在吸收天線輻射末端的剩余脈沖能量同時(shí)也會(huì)吸收本可以輻射出去的脈沖能量，因此采用該種電阻加載會(huì)降低天線的輻射效率。同時(shí)漸變槽線脈沖天線輻射末端尺寸相對(duì)較大，末端電流分布范圍較大，少量的置于饋電點(diǎn)和輻射末端之間的電阻加載不能有效的吸收天線末端的剩余脈沖電流，從而對(duì)拖尾脈沖不利影響的改善有限。而且當(dāng)天線工作頻段較高時(shí)，天線的尺寸較小，難以設(shè)置多條較長(zhǎng)的連線。另外，隨著工作頻率降低，天線輻射能力的下降，造成低頻能量不能有效的輻射， 但從天線的饋電端看，天線是開(kāi)路的，天線的阻抗不匹配，低頻能量反射出天線，影響發(fā)射機(jī)的工作。因此傳統(tǒng)的電阻加載不能解決這個(gè)問(wèn)題，使得電阻加載天線的工作頻率難以大幅度減低，天線的阻抗帶寬難以有效的展寬。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明目的是提出一種樹(shù)形接入連通延遲線電阻加載漸變槽線脈沖天線，該天線在尺寸小的情況下，可以有效降低拖尾脈沖幅度，并且對(duì)天線輻射效率的影響較小，而且可以展寬天線的阻抗帶寬。技術(shù)方案本發(fā)明的樹(shù)形接入連通延遲線電阻加載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(shù)形接入線、連通延遲線和加載電阻；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(shù)形接入線、連通延遲線和加載電阻在介質(zhì)基板的另一面；兩個(gè)輻射貼片之間縫隙的邊緣張開(kāi)形成喇叭形開(kāi)口，漸變槽線輻射貼片末端開(kāi)口最大位置是天線輻射末端，與喇叭形開(kāi)口相對(duì)的另一端是槽線開(kāi)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(guò)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(shù)形接入線的分枝匯聚于匯聚點(diǎn)接連通延遲線，樹(shù)形接入線分枝另一方向的末端經(jīng)過(guò)金屬化過(guò)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，加載電阻分布在連通延遲線上。所述的微帶饋線到槽線的過(guò)渡段靠近槽線的開(kāi)路端。樹(shù)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(guò)孔與樹(shù)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(lái)回折返排列的直線或者發(fā)夾形，其長(zhǎng)度大于天線最高工作波長(zhǎng)的一半，導(dǎo)線的長(zhǎng)度方向與天線的主輻射方向平行。加載電阻是集中參數(shù)形式的電阻或者是以延遲線本身的損耗為電阻的分布參數(shù)形式的電阻。連通延遲線上存在若干不連續(xù)處，由加載電阻將其相連接，構(gòu)成連通的樹(shù)形接入線延遲線電阻加載的電流通路。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(guò)微帶饋線，微帶到槽線的過(guò)渡段，傳播到槽線上。再經(jīng)過(guò)槽線傳播到輻射段，邊傳播邊輻射至天線的輻射末端，在天線的輻射末端未輻射的剩余脈沖能量經(jīng)金屬化的過(guò)孔進(jìn)入樹(shù)形接入線和電阻加載的連通延遲線，樹(shù)形接入線和連通延遲線為剩余脈沖能量的電流提供了附加電流通路，未輻射的剩余脈沖能量經(jīng)金屬化的過(guò)孔進(jìn)入電阻加載的樹(shù)形延遲線，避免了在輻射末端開(kāi)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；連通延遲線上的加載電阻將消耗進(jìn)入電流通路的剩余脈沖能量，使得拖尾脈沖幅度大大降低。另外從饋電端看，天線不再是開(kāi)路，其加載電阻決定了天線的低頻輸入阻抗，選擇適合的加載電阻，可以減少低頻能量的反射，因此大大展寬了天線的阻抗帶寬。與樹(shù)形接入線相連的稠密分布的金屬化過(guò)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)入連通延遲線，更有效的減小拖尾脈沖的影響。由于連通延遲線大部分線段的方向與漸變槽線天線的主輻射方向平行，因此在連通延遲線上朝主輻射方向輻射的能量很少。而且接入線和連通延遲線在其占據(jù)的空間內(nèi)不對(duì)漸變槽線脈沖天線在主輻射方向上的能量輻射產(chǎn)生影響。同時(shí)由于加載電阻不吸收漸變槽線輻射貼片的脈沖電流，此種電阻加載方式對(duì)天線輻射效率的不利影響也較小。樹(shù)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(zhǎng)的電流通路，特別適合于工作頻段高的小尺寸天線。調(diào)整加載電阻的阻值之和、調(diào)整加載電阻的阻值在連通延遲線上的分布方式、過(guò)孔的稠密度、接入線和連通延遲線的長(zhǎng)度等都可以改變脈沖信號(hào)中拖尾脈沖的幅度。有益效果本發(fā)明的有益效果是，對(duì)漸變槽線脈沖天線進(jìn)行了樹(shù)形接入線連通的延遲線電阻加載，使得在小尺寸天線條件下，可以有效降低輻射波形中拖尾脈沖的幅度，展寬天線的阻抗帶寬，降低加載電阻對(duì)脈沖天線輻射效率的不利影響。


圖1是本發(fā)明的結(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(shù)形接入線4，連通延遲線 5，加載電阻6，微帶饋線的導(dǎo)帶7，天線的輻射末端8，槽線9，天線的饋電端10，微帶到槽線的過(guò)渡段11，短路孔12，接入線匯聚點(diǎn)13，金屬化過(guò)孔14。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是樹(shù)形接入連通延遲線電阻加載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(shù)形接入線、連通延遲線和加載電阻組成；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(shù)形接入線、連通延遲線和加載電阻位于介質(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(kāi)形成喇叭形的開(kāi)口，輻射貼片末端開(kāi)口最大的位置，是天線的輻射末端。在縫隙開(kāi)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(kāi)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(guò)渡段；過(guò)渡段靠近槽線的開(kāi)路端，在過(guò)渡段，微帶的導(dǎo)帶在槽線的介質(zhì)基板上方跨過(guò)縫隙，然后通過(guò)短路孔在縫隙的邊緣與另一片漸變槽線貼片連接。樹(shù)形接入線位于漸變槽線輻射貼片的介質(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(shù)形接入線， 樹(shù)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(shù)形接入線通過(guò)接入線的匯聚點(diǎn)經(jīng)連通延遲線相連，連通延遲線上分布有加載電阻，連通延遲線的長(zhǎng)度通常大于天線最大工作波長(zhǎng)的一半或更多。每個(gè)樹(shù)形接入線分枝在其另一方向末端，通過(guò)金屬化的過(guò)孔與天線的輻射末端連接，金屬化過(guò)孔稠密均勻分布，以盡可能吸收輻射末端的剩余脈沖能量。樹(shù)形接入線上可以有也可以沒(méi)有加載電阻。連通延遲線上存在若干不連續(xù)處，由加載電阻將其相連接，構(gòu)成樹(shù)形接入線連通的延遲線電阻加載的電流通路。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(guò)微帶饋線，微帶到槽線的過(guò)渡段，傳播到槽線上。再經(jīng)過(guò)槽線傳播到輻射段，邊傳播邊輻射至天線的輻射末端，在天線的輻射末端未輻射的剩余脈沖能量經(jīng)金屬化過(guò)孔進(jìn)入樹(shù)形接入線和連通的電阻加載的延遲線，接入線和連通延遲線一起為剩余脈沖能量的電流提供了附加電流通路，連通延遲線上的加載電阻將消耗進(jìn)入電流通路的剩余脈沖能量，使得拖尾脈沖幅度大大降低。另外從饋電端看，天線不再是開(kāi)路，其加載電阻決定了天線的低頻輸入阻抗，選擇適合的加載電阻，可以減少低頻能量的反射，因此大大展寬了天線的阻抗帶寬。稠密分布的金屬化過(guò)孔使?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，從而可以更有效地降低拖尾脈沖的影響。 連通延遲線的形狀為直線或者發(fā)夾形，樹(shù)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(zhǎng)的電流通路，特別適合于工作頻段高的小尺寸天線。樹(shù)形接入線和連通延遲線印制或蝕刻或粘附在介質(zhì)基板上，亦可懸浮在空氣中。由于連通延遲線大部分線段的方向與漸變槽線的主輻射方向平行，因此連通延遲線上朝主輻射方向輻射的能量很少。而且樹(shù)形接入線和連通延遲線在其占據(jù)的空間內(nèi)不對(duì)漸變槽線脈沖天線在主輻射方向上的能量輻射產(chǎn)生影響。同時(shí)由于電阻不吸收漸變槽線輻射貼片的脈沖電流，此種電阻加載對(duì)天線輻射效率的不利影響也較小。調(diào)整加載電阻的阻值之和、調(diào)整加載電阻的阻值在連通延遲線上的分布方式、過(guò)孔的稠密度、接入線和連通延遲線的長(zhǎng)度等都可以改變脈沖信號(hào)中拖尾脈沖的幅度。在結(jié)構(gòu)上，該樹(shù)形接入連通延遲線電阻加載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(shù)形接入線4、連通延遲線5和加載電阻6組成，其中漸變槽線輻射貼片1和微帶饋線3的導(dǎo)帶7、樹(shù)形接入線4、連通延遲線5、加載電阻6分別位于同一介質(zhì)基板2的兩側(cè)，加載電阻6分布在連通延遲線5上。兩片漸變槽線輻射貼片1之間縫隙的邊緣張開(kāi)形成喇叭形的開(kāi)口，輻射貼片1末端開(kāi)口最大的位置，是天線的輻射末端8 ； 與輻射末端8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9， 槽線9與輻射末端8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(kāi)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10，微帶饋線3的另一端是微帶到槽線的過(guò)渡段11 ；過(guò)渡段11靠近槽線9的開(kāi)路端，在過(guò)渡段11，微帶3的導(dǎo)帶7在槽線9介質(zhì)基板2的上方跨過(guò)縫隙，然后通過(guò)短路孔12在縫隙的邊緣與另一片漸變槽線貼片1連接。樹(shù)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)，在每個(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(shù)形接入線4，樹(shù)形接入線4分枝呈輻射狀匯聚于接入線匯聚點(diǎn)13，兩區(qū)域的樹(shù)形接入線4通過(guò)接入線匯聚點(diǎn)13經(jīng)連通延遲線5相連，每個(gè)樹(shù)形接入線4的分枝在其另一方向末端，通過(guò)金屬化過(guò)孔14與天線的輻射末端8連接。連通延遲線形狀可以為直線形，也可以為發(fā)夾形，連通延遲線的長(zhǎng)度通常大于天線最大工作波長(zhǎng)的一半或更多。短路孔12或金屬化過(guò)孔14可以為金屬柱或空心金屬化過(guò)孔，過(guò)孔14稠密均勻分布，穿透介質(zhì)基板2，與每個(gè)樹(shù)形接入線4的分枝末端一一相連。連通延遲線5上分布有加載電阻6，、樹(shù)形接入線4可以有也可以沒(méi)有加載電阻6，加載電阻6可以為分布參數(shù)形式的電阻，加載電阻6由連通延遲線5的損耗提供，此時(shí)連通延遲線5本身是損耗傳輸線；加載電阻6也可以為集中參數(shù)形式的電阻，此時(shí)連通延遲線5上存在若干不連續(xù)處，由加載電阻6將其相連接。樹(shù)形接入線4、連通延遲線5和加載電阻6構(gòu)成樹(shù)形接入線連通的電阻加載延遲線的電流通路。在制造上，該樹(shù)形接入連通延遲線電阻加載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(shù)形接入連通延遲線電阻加載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(shù)形接入線4、連通延遲線5 和加載電阻6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(shù)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(zhǎng)度通常大于天線最大工作波長(zhǎng)的一半或更多，因此連通延遲線5的形狀為直線或者制作為發(fā)夾狀形，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(zhǎng)。連通延遲線5上分布有加載電阻6，加載電阻6可以是表面貼裝電阻或者帶引線的電阻；也可以用電阻比較大的導(dǎo)線作為連通延遲線5，這時(shí)可少用或者不用加載電阻6，連通延遲線5本身的導(dǎo)線電阻就代替了加載電阻6的作用。根據(jù)以上所述，便可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種樹(shù)形接入連通延遲線電阻加載漸變槽線脈沖天線，其特征在于該天線包括一對(duì)漸變槽線輻射貼片(1)、介質(zhì)基板(2)、微帶饋線(3)、樹(shù)形接入線(4)、連通延遲線(5)和加載電阻(6)；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(7)、樹(shù)形接入線(4)、連通延遲線(5)和加載電阻(6)在介質(zhì)基板的另一面；兩個(gè)輻射貼片(1)之間縫隙的邊緣張開(kāi)形成喇叭形開(kāi)口，漸變槽線輻射貼片(1)末端開(kāi)口最大位置是天線輻射末端(8)，與喇叭形開(kāi)口相對(duì)的另一端是槽線(9)開(kāi)路端；微帶饋線(3)的外端是天線的饋電端(10)，內(nèi)端先是微帶饋線到槽線的過(guò)渡段(11)，然后在末端由短路孔(12)將微帶饋線的導(dǎo)帶(7)與另一面的漸變槽線輻射貼片(1)連接；樹(shù)形接入線(4)的分枝匯聚于匯聚點(diǎn)(13)接連通延遲線(5)，樹(shù)形接入線(4)分枝另一方向的末端經(jīng)過(guò)金屬化過(guò)孔(14) 與背面的輻射末端(8)連接；連通延遲線(5)—端與匯聚點(diǎn)(13)連接，另一端將左右兩段連通延遲線連通，加載電阻(6)分布在連通延遲線(5)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹(shù)形接入連通延遲線電阻加載漸變槽線脈沖天線，其特征在于所述的微帶饋線(3)到槽線(9)的過(guò)渡段(11)靠近槽線(9)的開(kāi)路端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樹(shù)形接入連通延遲線電阻加載漸變槽線脈沖天線，其特征在于樹(shù)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(shù)形接入連通延遲線電阻加載漸變槽線脈沖天線，其特征在于天線的輻射末端(8)由稠密分布的金屬化過(guò)孔(14)與樹(shù)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(8)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(shù)形接入連通延遲線電阻加載漸變槽線脈沖天線，其特征在于連通延遲線(5)的形狀為來(lái)回折返排列的直線或者發(fā)夾形，其長(zhǎng)度大于天線最高工作波長(zhǎng)的一半，導(dǎo)線的長(zhǎng)度方向與天線的主輻射方向平行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹(shù)形接入連通延遲線電阻加載漸變槽線脈沖天線，其特征在于加載電阻(6)是集中參數(shù)形式的電阻或者是以連通延遲線(5)本身的損耗為電阻的分布參數(shù)形式的電阻。
全文摘要
樹(shù)形接入連通延遲線電阻加載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(shù)形接入線(4)、連通延遲線(5)和加載電阻(6)組成；加載電阻分布在連通延遲線上；兩個(gè)漸變槽線輻射貼片之間縫隙的邊緣張開(kāi)形成喇叭形開(kāi)口；漸變槽線輻射貼片末端開(kāi)口最大位置是天線輻射末端(8)，縫隙開(kāi)口另一端是槽線(9)開(kāi)路端；微帶饋線一端是饋電端(10)，另一端是微帶到槽線的過(guò)渡段(11)；樹(shù)形接入線位于漸變槽線輻射貼片的介質(zhì)基板背面區(qū)域，每個(gè)區(qū)域樹(shù)形接入線分枝匯聚于匯聚點(diǎn)(13)，再經(jīng)連通延遲線相連；樹(shù)形接入線分枝另一方向末端通過(guò)金屬化過(guò)孔(14)與天線輻射末端(8)連接。
文檔編號(hào)H01Q1/38GK102361162SQ20111026547
公開(kāi)日2012年2月22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)