專利名稱：連通延遲線漸變槽線脈沖天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脈沖天線，尤其是一種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時，在脈沖電流從天線輸入端流到天線末端的這段時間內(nèi)，如果脈沖天線不能把電磁能量全部輻射出去，在天線輻射末端會有剩余的未輻射出去的脈沖電流，剩余脈沖電流會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產(chǎn)生拖尾脈沖。在脈沖天線用于探地雷達時，這些拖尾脈沖與來自目標的信號在時域相重疊，從而對目標信號產(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。漸變槽線天線的應(yīng)用非常廣泛，在探地雷達中也有較多的應(yīng)用。目前，對于漸變槽線脈沖天線，公知的方法是采用電阻加載法降低拖尾脈沖的幅度，以減少其對目標信號的影響。這些加載方法的主要問題是加載的電阻會引起脈沖天線輻射效率的降低，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)問題本發(fā)明目的是提出一種連通延遲線漸變槽線脈沖天線，該天線可以延遲脈沖天線輻射脈沖波形中拖尾脈沖出現(xiàn)的時間，避免拖尾脈沖對目標信號的干擾，并且對天線輻射效率的影響較小。技術(shù)方案本發(fā)明的連通延遲線漸變槽線脈沖天線包括一對漸變槽線輻射貼片、 介質(zhì)基板、微帶饋線、延遲線和連通線；兩個漸變槽線輻射貼片對稱的位于介質(zhì)基板同一面，微帶饋線的導(dǎo)帶、延遲線和連通線在介質(zhì)基板的另一面；兩個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； 延遲線位于兩個漸變槽線輻射貼片所包含的介質(zhì)基板背面的區(qū)域內(nèi)，每個區(qū)域的每條延遲線的一端匯聚于延遲線的匯聚點，兩區(qū)域的延遲線通過匯聚點經(jīng)連通線相連，在每條延遲線的另一端，通過金屬化過孔與天線的輻射末端連接；
所述的微帶饋線到槽線的過渡段靠近槽線的開路端。延遲線和連通線印制、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延遲線末端相接，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入電流通路。延遲線的形狀為來回折返排列的直線或者發(fā)夾形，其長度足夠長，以保證脈沖能量在延遲線上的傳播時間大于所需要的拖尾脈沖相對于主輻射脈沖的延遲時間，導(dǎo)線的長度方向與天線的主輻射方向平行。所述的延遲線有多條，經(jīng)金屬化過孔與天線的輻射末端相連接。每一條延遲線都和連通線構(gòu)成連通的電流通路。脈沖信號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，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，避免了在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)金屬化的過孔進入延遲線。延遲線的長度遠大于連通線，而延遲線大部分線段的方向平行于天線的主輻射方向，因此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，所以脈沖信號通過延遲線時的輻射很小，只有到發(fā)夾形的末端、延遲線匯聚點和連通線時，由于線段方向的原因和沒有相鄰線段的抵消作用，輻射會比較強，形成拖尾脈沖。由于延遲線的延遲作用，這個拖尾脈沖相對于天線的主輻射脈沖，在時間上有了延遲。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。多條延遲線可以使?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入延遲線，可以對拖尾脈沖進行更有效的延遲。同時由于沒有加載電阻，對天線輻射效率的不利影響也較小。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、延遲線的長度等都可以改變脈沖信號中拖尾脈沖的延遲時間。有益效果本發(fā)明的有益效果是，對漸變槽線脈沖天線進行了連通延遲線的加載， 可以延遲脈沖天線輻射脈沖波形中拖尾脈沖出現(xiàn)的時間，避免拖尾脈沖對目標信號的干擾，并且對天線輻射效率的影響較小。


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，延遲線4，連通線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，延遲線匯聚點12，金屬化過孔13。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是連通延遲線漸變槽線脈沖天線由一對漸變槽線輻射貼片、介質(zhì)基板、微帶饋線、延遲線和連通線組成；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、延遲線、連通線位于介質(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，也是天線的輻射末端。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)帶在槽線介質(zhì)基板的上方跨過縫隙，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。延遲線位于兩個漸變槽線輻射貼片的介質(zhì)基板背面的區(qū)域內(nèi)。在每個漸變槽線輻射貼片的介質(zhì)基板背面分布有多條延遲線，這些延遲線的一端匯聚于一處，即延遲線的匯聚點。兩區(qū)域的延遲線通過延遲線的匯聚點經(jīng)連通線相連。每條延遲線的另一端，通過金屬化的過孔與天線的輻射末端連接。每一條延遲線通過連通線，構(gòu)成連通的電流通路。脈沖信號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，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，避免了在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)金屬化的過孔進入延遲線。延遲線的長度遠大于連通線，而延遲線大部分線段的方向平行于天線的主輻射方向，因此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， 所以脈沖信號通過延遲線時的輻射很小，只有到發(fā)夾形的末端、延遲線匯聚點和連通線時， 由于線段方向的原因和沒有相鄰線段的抵消作用，輻射會比較強，形成拖尾脈沖。由于延遲線的延遲作用，這個拖尾脈沖相對于天線的主輻射脈沖，在時間上有了延遲。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。多條延遲線使?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入電流通路，從而可以對拖尾脈沖進行更有效地延遲。同時由于沒有加載電阻，對天線輻射效率的不利影響也較小。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、延遲線的長度等都可以改變脈沖信號中拖尾脈沖的延遲時間。在結(jié)構(gòu)上，該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、延遲線4和連通線5組成，其中漸變槽線輻射貼片1和微帶饋線的導(dǎo)帶6、延遲線4、連通線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，也是天線的輻射末端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之間縫隙的邊緣平行，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10，微帶饋線的導(dǎo)帶6在槽線8的介質(zhì)基板2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。 延遲線4位于兩個漸變槽線輻射貼片1所對應(yīng)的介質(zhì)基板2背面的區(qū)域內(nèi)，在每個漸變槽線輻射貼片1所對的介質(zhì)基板2背面分布有多條延遲線4，這些延遲線4的一端匯聚于匯聚點12，兩區(qū)域的延遲線4通過延遲線匯聚點12經(jīng)連通線5相連，每一條延遲線4另一端，通過金屬化過孔13分別與天線的輻射末端7連接。延遲線4可以為發(fā)夾狀導(dǎo)線，延遲線4的長度足夠長，以保證脈沖能量在連通延遲線上的傳播時間大于所需要的拖尾脈沖相對于主輻射脈沖的延遲時間。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。延遲線4和連通線5構(gòu)成連通的電流通路。在制造上，該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、延遲線4和連通線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。延遲線4制作在介質(zhì)基板2的另一側(cè)。延遲線4印制或蝕刻或粘附在介質(zhì)基板上，亦可懸浮在空氣中，其長度足夠長，以保證脈沖能量在連通延遲線上的傳播時間大于所需要的拖尾脈沖相對于主輻射脈沖的延遲時間。因此延遲線4可以制作為發(fā)夾狀導(dǎo)線以保證延遲線足夠長。 根據(jù)以上所述，便可實現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種連通延遲線漸變槽線脈沖天線，其特征在于該天線包括一對漸變槽線輻射貼片(1)、介質(zhì)基板(2)、微帶饋線(3)、延遲線(4)和連通線(5)；兩個漸變槽線輻射貼片(1) 對稱的位于介質(zhì)基板(2)同一面，微帶饋線的導(dǎo)帶(6)、延遲線(4)和連通線(5)在介質(zhì)基板(2)的另一面；兩個輻射貼片(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；延遲線(4) 位于兩個漸變槽線輻射貼片(1)的基板(2)背面區(qū)域；每個區(qū)域的延遲線(4)的一端匯聚于匯聚點(12)，再經(jīng)連通線(5)相連；每條延遲線的另一端，通過金屬化過孔(13)與輻射末端 (7)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種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所述的一種連通延遲線漸變槽線脈沖天線，其特征在于延遲線 (4)和連通線(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所述的一種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)與延遲線(4)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入電流通路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種連通延遲線漸變槽線脈沖天線，其特征在于延遲線 (4)的形狀為來回折返排列的直線或者發(fā)夾形，其長度足夠長，以保證脈沖能量在延遲線上的傳播時間大于所需要的拖尾脈沖相對于主輻射脈沖的延遲時間，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所述的一種連通延遲線漸變槽線脈沖天線，其特征在于所述的延遲線(4)有多條，經(jīng)金屬化過孔(13)與天線的輻射末端(7)相連接。
全文摘要
本發(fā)明是一種連通延遲線漸變槽線脈沖天線，尤其是一種延遲線加載脈沖天線。該天線由漸變槽線輻射貼片(1)、介質(zhì)基板(2)、微帶饋線(3)、延遲線(4)和連通線(5)組成，其中兩個輻射貼片(1)之間縫隙的邊緣張開形成喇叭形開口；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(3)一端是饋電端(9)，另一端是微帶到槽線的過渡段(10)；延遲線(4)位于兩塊輻射貼片(1)的基板(2)背面區(qū)域，每個區(qū)域的延遲線(4)一端匯聚于匯聚點(12)，再經(jīng)連通線(5)相連，延遲線另一端通過金屬化過孔(13)與輻射末端(7)連接。該天線可以延遲拖尾脈沖的出現(xiàn)時間，減小對天線輻射效率的不利影響。
文檔編號H01Q1/38GK102361164SQ20111026614
公開日2012年2月22日 申請日期2011年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月9日
發(fā)明者李順禮, 楊梅, 殷曉星, 趙洪新 申請人:東南大學