專利名稱：樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)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，尤其是一種樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)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，因此會形成拖尾脈沖。在脈沖天線用于探地雷達時，這些拖尾脈沖與來自目標(biāo)的信號在時域相重疊，從而對目標(biāo)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。領(lǐng)結(jié)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。領(lǐng)結(jié)天線的應(yīng)用非常廣泛，在探地雷達中也有較多的應(yīng)用，其主輻射方向為領(lǐng)結(jié)貼片所在平面的法向。目前，對于領(lǐng)結(jié)脈沖天線，常用的降低拖尾脈沖影響的方法是電阻加載法。但采用電阻加載會降低天線的輻射效率。同時領(lǐng)結(jié)脈沖天線輻射末端尺寸相對饋電端較大，末端電流分布的范圍較大，簡單的置于饋電端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，天線的尺寸較小，難以設(shè)置多條較長的連線。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明目的是提出一種樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)脈沖天線，在天線尺寸小的情況下，該天線可以有效降低拖尾脈沖幅度，同時對天線輻射效率的影響較小。技術(shù)方案本發(fā)明的樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)脈沖天線包括一對領(lǐng)結(jié)輻射貼片、 介質(zhì)基板、樹形延遲線和加載電阻；其中領(lǐng)結(jié)輻射貼片位于介質(zhì)基板的一面，樹形延遲線、 加載電阻位于介質(zhì)基板的另一面；加載電阻分布于樹形延遲線上；兩領(lǐng)結(jié)輻射貼片相近的內(nèi)端是領(lǐng)結(jié)脈沖天線的饋電端，另一端是領(lǐng)結(jié)脈沖天線的輻射末端；樹形延遲線位于兩個領(lǐng)結(jié)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)域的樹形延遲線呈樹狀，延遲線幾個分枝匯聚于一個匯聚點再延伸，幾組這樣的分枝也可以再匯聚于另一個匯聚點，然后再延伸后或者以開路結(jié)束、或者和另外的延遲線匯聚；樹形延遲線的每一個分枝的末端，樹形延遲線通過金屬化過孔與天線的輻射末端連接。所述的領(lǐng)結(jié)輻射貼片的形狀為三角形或扇形。樹形延遲線印制、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。樹形延遲線在靠近領(lǐng)結(jié)脈沖天線的輻射末端的一端呈樹枝狀的若干條導(dǎo)線，經(jīng)金屬化過孔與天線的輻射末端相連接。樹形延遲線的形狀為直線或者發(fā)夾形，其長度大于天線最高工作波長的一半。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。
每一枝樹形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)成樹形延遲線電阻加載的電流通路。脈沖信號首先從領(lǐng)結(jié)脈沖天線的饋電端輸入，傳播至天線的輻射末端，在天線的輻射末端未輻射的剩余脈沖能量經(jīng)金屬化過孔進入電阻加載的樹形延遲線，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)金屬化的過孔進入電阻加載的樹形延遲線，避免了因天線輻射末端的反射引起的拖尾脈沖；延遲線上的加載電阻將消耗進入電流通路的剩余脈沖能量，使得拖尾脈沖幅度大大降低。與樹形延遲線相連的稠密分布的金屬化過孔使領(lǐng)結(jié)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，更有效的減小拖尾脈沖的影響。由于延遲線在領(lǐng)結(jié)輻射貼片主輻射方向的背面，延遲線在其占據(jù)的空間內(nèi)不對領(lǐng)結(jié)脈沖天線在主輻射方向上的能量輻射產(chǎn)生影響；而且由于領(lǐng)結(jié)貼片的遮擋作用，剩余脈沖能量在延遲線上朝主輻射方向輻射的能量很少。同時由于加載電阻不吸收領(lǐng)結(jié)輻射貼片的脈沖電流，此種電阻加載方式對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延遲線上的分布方式、過孔的稠密度、延遲線的長度等都可以改變脈沖信號中拖尾脈沖的幅度。有益效果本發(fā)明的有益效果是，對領(lǐng)結(jié)脈沖天線進行了帶樹形延遲線的電阻加載，有效降低了輻射波形中拖尾脈沖的幅度，降低了加載電阻對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。圖中有領(lǐng)結(jié)輻射貼片1，介質(zhì)基板2，樹形延遲線3，加載電阻4，天線的饋電端5， 天線的輻射末端6，延遲線的匯聚點7，金屬化過孔8。
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)方案是樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)脈沖天線由領(lǐng)結(jié)輻射貼片、介質(zhì)基板、樹形延遲線和加載電阻所組成，其中領(lǐng)結(jié)輻射貼片位于介質(zhì)基板一側(cè)，樹形延遲線和分布于其上的加載電阻位于介質(zhì)基板的另一側(cè)。兩個領(lǐng)結(jié)輻射貼片形狀為三角形或扇形，位于介質(zhì)基板的同一表面，兩個領(lǐng)結(jié)輻射貼片相近的一端是領(lǐng)結(jié)脈沖天線的饋電端，另一端是領(lǐng)結(jié)脈沖天線的輻射末端。若干枝樹形延遲線位于兩個領(lǐng)結(jié)輻射貼片所包含的介質(zhì)基板背面的區(qū)域內(nèi)，這樣使得延遲線在天線主輻射方向上的輻射被領(lǐng)結(jié)輻射貼片遮擋，從而不對天線的輻射產(chǎn)生影響。在每個領(lǐng)結(jié)輻射貼片的介質(zhì)基板背面分布有一枝或多枝樹形延遲線，延遲線幾個分枝匯聚于一個匯聚點再延伸，幾組這樣的分枝也可以再匯聚于另一個匯聚點，然后再延伸后或者以開路結(jié)束、或者和另外的延遲線匯聚，就像樹形結(jié)構(gòu)一樣；每一枝樹形延遲線在其另一方向末端呈樹枝狀，通過金屬化的過孔分別與天線的輻射末端連接，金屬化過孔稠密均勻分布，若干個為一組與一枝樹形延遲線的樹形分枝一一相連。每一枝樹形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)成樹形延遲線電阻加載的電流通路。脈沖信號首先從領(lǐng)結(jié)脈沖天線的饋電端加入，傳播至天線的輻射末端， 在天線的輻射末端未輻射的剩余脈沖能量經(jīng)金屬化過孔進入電阻加載的樹形延遲線，延遲線為剩余脈沖能量的電流提供了附加電流通路，延遲線上的加載電阻將消耗進入電流通路的剩余脈沖能量，使得拖尾脈沖幅度大大降低。與樹形延遲線相連的稠密分布的金屬化過孔使領(lǐng)結(jié)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，從而可以更有效地降低拖尾脈沖的影響。樹形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。由于延遲線在領(lǐng)結(jié)輻射貼片主輻射方向的背面，延遲線在其占據(jù)的空間內(nèi)不對領(lǐng)結(jié)脈沖天線在主輻射方向上的能量輻射產(chǎn)生影響；而且由于領(lǐng)結(jié)貼片的遮擋作用，剩余脈沖能量在延遲線上朝主輻射方向輻射的能量很少。同時由于電阻不吸收輻射的脈沖電流，此種電阻加載對天線輻射效率的不利影響也較小。另外整個樹形延遲線都在輻射貼片的介質(zhì)基板的背面，也使得延遲線的輻射都可以被輻射貼片遮擋，避免影響天線輻射貼片的正常輻射。調(diào)整加載電阻的阻值之和、調(diào)整加載電阻的阻值在延遲線上的分布方式、過孔的稠密度、延遲線的長度等都可以改變脈沖信號中拖尾脈沖的幅度。在結(jié)構(gòu)上，該樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)脈沖天線由領(lǐng)結(jié)輻射貼片1、介質(zhì)基板2、 樹形延遲線3和加載電阻4組成，其中領(lǐng)結(jié)輻射貼片1和樹形延遲線3、加載電阻4分別位于同一介質(zhì)基板2的兩側(cè)，加載電阻4分布在樹形延遲線3上。領(lǐng)結(jié)輻射貼片1的一端為領(lǐng)結(jié)脈沖天線的饋電端5，另一端為領(lǐng)結(jié)脈沖天線的輻射末端6。兩枝或多枝的樹形延遲線 3位于兩個領(lǐng)結(jié)輻射貼片1所對應(yīng)的介質(zhì)基板2背面的區(qū)域內(nèi)，在每個領(lǐng)結(jié)輻射貼片1所對的介質(zhì)基板2背面分布有一枝或多枝樹形延遲線3，延遲線3幾個分枝匯聚于一個匯聚點7 再延伸，幾組這樣的分枝也可以再匯聚于另一個匯聚點，然后再延伸后或者以開路結(jié)束、或者和另外的延遲線匯聚；每一枝樹形延遲線3在其另一方向末端呈樹枝狀，通過金屬化過孔8分別與天線的輻射末端6連接。每一枝樹形延遲線3的兩末端之間可以為直線導(dǎo)線， 也可以為發(fā)夾狀導(dǎo)線，延遲線的長度通常大于天線最大工作波長的一半或更多。連接樹形延遲線3和天線的輻射末端6的金屬化過孔8可以為金屬柱或空心金屬過孔，過孔稠密均勻分布，穿透介質(zhì)基板2，若干個為一組與一枝樹形延遲線3的樹形輻射導(dǎo)線一一相連。樹形延遲線3上分布有加載電阻4，加載電阻4可以為分布參數(shù)形式的電阻，此時樹形延遲線 3本身是損耗傳輸線，加載電阻4由傳輸線的損耗提供；也可以為集中參數(shù)形式的電阻，此時每一枝樹形延遲線3上存在若干不連續(xù)處，由加載電阻4將其相連接。樹形延遲線3和加載電阻4構(gòu)成樹形延遲線電阻加載的電流通路。在制造上，該樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)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。該樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)脈沖天線由領(lǐng)結(jié)輻射貼片1、介質(zhì)基板2、樹形延遲線3和加載電阻4所組成，其中領(lǐng)結(jié)輻射貼片1由導(dǎo)電性能良好的導(dǎo)體材料構(gòu)成，形狀可以為三角形或扇形，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。樹形延遲線3制作在介質(zhì)基板2的另一側(cè)，延遲線的長度通常大于天線最大工作波長的一半或更多，因此每一枝樹形延遲線3的兩末端之間可以為直線導(dǎo)線，或者制作為發(fā)夾狀導(dǎo)線以保證延遲線足夠長。樹形延遲線3上分布有加載電阻 4，加載電阻4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)線作為延遲線，這時可少用或者不用加載電阻，延遲線本身的導(dǎo)線電阻就代替了加載電阻的作用。根據(jù)以上所述，便可實現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)脈沖天線，其特征在于該樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)脈沖天線包括一對領(lǐng)結(jié)輻射貼片(1)、介質(zhì)基板(2)、樹形延遲線(3)和加載電阻(4);其中領(lǐng)結(jié)輻射貼片(1)位于介質(zhì)基板(2)的一面，樹形延遲線(3)、加載電阻(4)位于介質(zhì)基板 (2)的另一面；加載電阻(4)分布于樹形延遲線(3)上；兩領(lǐng)結(jié)輻射貼片(1)相近的內(nèi)端是領(lǐng)結(jié)脈沖天線的饋電端(5)，另一端是領(lǐng)結(jié)脈沖天線的輻射末端(6)；樹形延遲線(3)位于兩個領(lǐng)結(jié)輻射貼片(1)所包含的介質(zhì)基板背面的區(qū)域內(nèi)，樹形延遲線(3)呈樹狀，延遲線(3) 的每一個分枝的末端通過金屬化過孔(8)都與天線的輻射末端(6)連接；延遲線(3)幾個分枝匯聚于一個匯聚點(7)再延伸，幾組這樣的分枝也可以再匯聚于另一個匯聚點(7)，然后再延伸后或者開路、或者和另外的延遲線匯聚。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)脈沖天線，其特征在于所述的領(lǐng)結(jié)輻射貼片(1)的形狀為三角形或扇形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)脈沖天線，其特征在于樹形延遲線(3 )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或3所述的樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)脈沖天線，其特征在于樹形延遲線(3)在靠近領(lǐng)結(jié)脈沖天線的輻射末端(6)的一端呈樹枝狀的若干條導(dǎo)線，經(jīng)金屬化過孔(8)與天線的輻射末端(6)相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)脈沖天線，其特征在于樹形延遲線(3)的形狀為直線或者發(fā)夾形，其長度大于天線最高工作波長的一半。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)脈沖天線，其特征在于加載電阻 (4)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。
全文摘要
本發(fā)明是一種樹形延遲線電阻加載領(lǐng)結(jié)脈沖天線。該天線由領(lǐng)結(jié)輻射貼片(1)、介質(zhì)基板(2)、樹形延遲線(3)和加載電阻(4)組成；其中輻射貼片與樹形延遲線及分布于其上的加載電阻(4)位于介質(zhì)基板(2)兩側(cè)；兩塊輻射貼片相近一端是天線的饋電端(5)，另一端是天線的輻射末端(6)；樹形延遲線(3)位于兩輻射貼片(1)的介質(zhì)基板(2)背面區(qū)域，延遲線(3)呈樹形狀，延遲線的每個樹狀分枝末端經(jīng)過金屬化過孔(8)與天線輻射末端(6)連接；延遲線(3)幾個分枝匯聚于一個匯聚點(7)再延伸，幾組這樣的分枝也可以再匯聚于另一個匯聚點(7)再延伸后或者開路、或者和另外的延遲線(3)匯聚。該天線可以降低拖尾脈沖的幅度，減小對天線輻射效率的不利影響。
文檔編號H01Q1/36GK102509863SQ201110338590
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月1日
發(fā)明者楊梅, 殷曉星, 趙洪新 申請人:東南大學(xué)