專利名稱：樹形接入異面延遲線對跖維瓦爾第脈沖天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型專利涉及一種脈沖天線，尤其是一種樹形接入異面延遲線對跖維瓦爾第脈沖天線，屬脈沖天線的制造領(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，則在天線末端就會有剩余的脈沖電流。在此后的過程中剩余脈沖電流會在天線中沿原來的路徑返回繼續(xù)輻射電磁能量，這樣在天線的輻射脈沖波形中就會有拖尾脈沖。這些拖尾脈沖會與來自目標的信號在時間上重疊，從而會對目標信號形成干擾。因此通常需要采取相應(yīng)措施來降低這些波形中拖尾脈沖的幅度。目前，公知的脈沖天線大多是采用加載方法降低拖尾脈沖的。對跖維瓦爾第天線作為一種脈沖天線，具有工作頻帶寬，高增益，線極化等優(yōu)點，應(yīng)用非常廣泛，在探地雷達中也有較多應(yīng)用。對于脈沖天線，常用的降低拖尾脈沖幅度的方法是電阻加載法。但常見的電阻加載使得對跖維瓦爾第天線的輻射效率比較低。同時對跖維瓦爾第天線輻射末端尺寸相對較大，末端電流分布范圍較大，少量的置于饋電點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。另外當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)問題本實用新型的目的是提出一種樹形接入異面延遲線對跖維瓦爾第脈沖天線，該天線在尺寸小的情況下，可以有效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)方案本實用新型的樹形接入異面延遲線電阻加載對跖維瓦爾第脈沖天線包括對跖輻射貼片、微帶饋線、樹形接入線、延遲線介質(zhì)基板；兩塊對跖輻射貼片分別位于介質(zhì)基板兩面，兩個輻射貼片相對的邊緣張開形成喇叭形開口，輻射貼片末端開口最大處是天線輻射末端；與開口相反的另一方向為天線的傳輸段；微帶饋線一端是天線饋電端，另一端從側(cè)邊與天線傳輸段連接；每個對跖輻射貼片在其介質(zhì)基板背面都分別有一個樹形接入線和延遲線，樹形接入線與延遲線的一端連接于匯聚點，延遲線的另一端開路，樹形接入線分枝的另一端通過稠密分布的金屬化過孔與天線的輻射末端相接。每個樹形接入線和延遲線印制或蝕刻在介質(zhì)基板上，或放置在介質(zhì)基板上或懸浮在空氣中。延遲線的形狀是來回折返排列的直線或者發(fā)夾形，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間大于所需要的拖尾脈沖相對于主輻射脈沖的延遲時間；延遲線的長度方向與天線的主輻射方向平行。延遲線的位置不對天線在主輻射方向的輻射形成遮擋。天線的傳輸段的一端與天線的輻射段相連，另一端與微帶饋線連接。
3[0009]樹形接入線和延遲線構(gòu)成天線附加的電流通路。脈沖信號首先從對跖維瓦爾第天線的饋電端輸入，然后經(jīng)微帶饋線到天線的傳輸段，再到輻射段開始朝著輻射末端的方向， 一邊傳輸一邊輻射能量至天線的輻射末端；在天線的輻射末端，樹形接入線和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)金屬化的過孔進入樹形接入線和延遲線，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；與樹形接入線相連的稠密分布的金屬化過孔使對跖維瓦爾第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。樹形接入線的長度遠小于延遲線，由于延遲線大部分線段的方向與對跖維瓦爾第天線的主輻射方向平行，因此攜帶剩余脈沖能量的電流在延遲線上朝主輻射方向輻射的能量很少。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，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。而且延遲線在其占據(jù)的空間內(nèi)不對對跖維瓦爾第天線在主輻射方向上的能量輻射產(chǎn)生影響。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。發(fā)夾形的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對跖維瓦爾第天線。另外延遲線開路也使得延遲線遠離對跖維瓦爾第天線輻射貼片之間的縫隙，避免影響對跖維瓦爾第天線輻射貼片的正常輻射。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、過孔的稠密度、樹形接入線和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。有益效果本實用新型的有益效果是，對對跖維瓦爾第天線進行了樹形接入延遲線加載，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，延遲線也不影響天線的正常輻射。

圖1是本實用新型天線下層的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型天線上層的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中有對跖輻射貼片1，微帶饋線2，樹形接入線3，延遲線4，介質(zhì)基板5，對跖輻射貼片的邊緣6，輻射末端7，傳輸段8，輻射段9，微帶饋線的導(dǎo)帶10，對跖維瓦爾第天線的饋電端11，金屬化過孔12，匯聚點13。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。本實用新型所采用的技術(shù)方案是該樹形接入異面延遲線對跖維瓦爾第脈沖天線由對跖輻射貼片、微帶饋線、樹形接入線、延遲線和介質(zhì)基板所構(gòu)成，其中對跖輻射貼片、微帶饋線、樹形接入線和延遲線都在同一塊介質(zhì)基板上。兩個對跖輻射貼片分別位于介質(zhì)基板的兩面，隔著介質(zhì)基板兩個貼片只有少部分的區(qū)域相重疊；兩個對跖輻射貼片相對的兩個邊緣張開形成喇叭形的開口，對跖輻射貼片開口的末端是開口最大的位置，也是天線的輻射末端；與輻射末端相反的方向盡頭一段，兩片對跖輻射貼片的邊緣平行，這一段為天線的傳輸段，傳輸段與輻射末端之間邊緣張口變化的一段為天線的輻射段，在輻射段，對跖輻射貼片的邊緣的形狀曲線是指數(shù)形，也可以是直線；在傳輸段，隔著介質(zhì)基板，上下兩片對跖輻射貼片有一部分是重疊的，其邊緣平行，因此天線的傳輸段可以看成是交錯平板傳輸線，傳輸段的一端與天線的輻射段相連，傳輸段的另一端則和微帶饋線相連，微帶饋線的導(dǎo)帶一端從側(cè)邊與同一面的一片對跖輻射貼片的邊緣相接，而在介質(zhì)基板另一面的一片對跖輻射貼片則作為微帶饋線的接地面，因此微帶饋線的一端從側(cè)邊與天線的傳輸段相連，微帶饋線的另一端是天線的饋電端；每個對跖輻射貼片在其介質(zhì)基板的背面都分別有一個樹形接入線和延遲線；樹形接入線的每一個分枝的末端，都通過金屬化過孔與天線的輻射末端連接，每個樹形接入線分枝的另一端都匯聚于接入線的匯聚點；延遲線的一端和匯聚點連接，另一端是開路，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間大于所需要的拖尾脈沖相對于主輻射脈沖的延遲時間；延遲線的形狀是直線，或發(fā)夾形以便在小尺寸天線條件下，延遲線具有足夠的長度，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。每個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，金屬化過孔稠密均勻分布，以盡可能吸收輻射末端的剩余脈沖能量。樹形接入線和延遲線構(gòu)成天線附加的電流通路。脈沖信號首先從對跖維瓦爾第天線的饋電端輸入，然后經(jīng)微帶饋線到對跖輻射貼片的傳輸段，再到輻射段開始朝著輻射末端的方向，一邊傳輸一邊輻射能量至天線的輻射末端；在天線的輻射末端，樹形接入線和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)金屬化的過孔進入樹形接入線和延遲線，避免了因天線輻射末端的反射引起的拖尾脈沖。 與樹形接入線相連的稠密分布的金屬化過孔使對跖維瓦爾第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。延遲線的形狀是直線，或者是發(fā)夾形，這樣樹形接入線和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。樹形接入線的長度遠小于延遲線，由于延遲線大部分線段的方向與對跖維瓦爾第天線的主輻射方向平行，因此攜帶剩余脈沖能量的電流在延遲線上朝主輻射方向輻射的能量很少。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，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。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。而且延遲線在其占據(jù)的空間內(nèi)不對對跖維瓦爾第天線在主輻射方向上的能量輻射產(chǎn)生影響。另外延遲線開路也使得延遲線遠離對跖維瓦爾第天線輻射貼片之間的縫隙， 避免影響對跖維瓦爾第天線輻射貼片的正常輻射。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、過孔的稠密度、樹形接入線和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，該樹形接入異面延遲線對跖維瓦爾第脈沖天線由對跖輻射貼片1、微帶饋線2、樹形接入線3、延遲線4和介質(zhì)基板5所構(gòu)成，其中對跖輻射貼片1、微帶饋線2、樹形接入線3和延遲線4都在同一塊介質(zhì)基板5上。兩個對跖輻射貼片1都是金屬貼片，分別位于介質(zhì)基板5的兩面，隔著介質(zhì)基板5兩個輻射貼片1只有少部分的區(qū)域相重疊；兩個輻射貼片1相對的兩個邊緣6張開形成喇叭形的開口，對跖輻射貼片1開口的末端是開口最大的位置即天線的輻射末端7 ；與輻射末端7相反的方向盡頭一段，兩片對跖輻射貼片1的邊緣6平行，這一段為天線的傳輸段8，傳輸段8與輻射末端7之間貼片邊緣6張口變化的一段為天線的輻射段9 ；在傳輸段8，隔著介質(zhì)基板5，上下兩片對跖輻射貼片1有一部分是重疊的，其邊緣6平行，因此天線的傳輸段8可以看成是交錯平板傳輸線，傳輸段8的一端與天線的輻射段9相連，傳輸段8的另一端則和微帶饋線2相連，微帶饋線的導(dǎo)帶10 — 端從側(cè)邊與同一面的一片對跖輻射貼片1的邊緣6相接，而在介質(zhì)基板5另一面的一片對跖輻射貼片1則同時作為為微帶饋線2的接地面，因此微帶饋線2 —端從天線的側(cè)邊與天線的傳輸段8相連，微帶饋線的另一端就是天線的饋電端11 ；每個對跖輻射貼片1在其介質(zhì)基板5的背面都分別有一個樹形接入線3和延遲線4 ；樹形接入線3的每一個分枝的末端，都通過金屬化過孔12與天線的輻射末端7連接，每個樹形接入線3分枝的另一端都匯聚于接入線的匯聚點13;延遲線4的一端和匯聚點13連接，另一端是開路，延遲線4的長度足夠長，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；延遲線4的形狀是直線，或發(fā)夾形以便在小尺寸天線條件下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；樹形接入線3和延遲線4印制或蝕刻或粘附在介質(zhì)基板5上，亦可懸浮在空氣中；短路孔11或金屬化過孔12可以為金屬柱或空心金屬化過孔，過孔12穿透介質(zhì)基板5，與每個樹形接入線3的分枝末端一一相連；樹形接入線3和延遲線4構(gòu)成天線附加的電流通路。在制造上，該樹形接入異面延遲線對跖維瓦爾第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。對跖輻射貼片1由導(dǎo)電性能好的導(dǎo)體材料構(gòu)成，介質(zhì)基板5要使用損耗盡可能低的介質(zhì)材料。樹形接入線3和延遲線4印制、蝕刻或者放置在介質(zhì)基板5上，或懸浮在介質(zhì)基板5上面的空氣中。延遲線4采用發(fā)夾形，使得延遲線4有足夠的長度，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；延遲線4也可以采用其它的布線形式，只要延遲線4的長度足夠長；延遲線4發(fā)夾形的長線段方向與天線主輻射方向一致，以減小發(fā)夾形延遲線4的輻射對天線的影響；發(fā)夾形延遲線4的相鄰小段之間的線距也要小一些以保證延遲線4有足夠的長度。根據(jù)以上所述，便可實現(xiàn)本實用新型。
權(quán)利要求1.一種樹形接入異面延遲線電阻加載對跖維瓦爾第脈沖天線，其特征在于該天線包括對跖輻射貼片(1)、微帶饋線(2)、樹形接入線(3)、延遲線(4)介質(zhì)基板(5)；兩塊對跖輻射貼片(1)分別位于介質(zhì)基板(5)兩面，兩個輻射貼片(1)相對的邊緣(6)張開形成喇叭形開口，輻射貼片(1)末端開口最大處是天線輻射末端(7);與開口相反的另一方向為天線的傳輸段(8);微帶饋線(2)—端是天線饋電端(11)，另一端從側(cè)邊與天線傳輸段(8)連接；每個對跖輻射貼片(1)在其介質(zhì)基板(5)背面都分別有一個樹形接入線(3)和延遲線(4)，樹形接入線(3)與延遲線(4)的一端連接于匯聚點(13)，延遲線(4)的另一端開路，樹形接入線 (3)分枝的另一端通過稠密分布的金屬化過孔(12)與天線的輻射末端(7)相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹形接入異面延遲線電阻加載對跖維瓦爾第脈沖天線，其特征在于每個樹形接入線(3 )和延遲線(4 )印制或蝕刻在介質(zhì)基板(5 )上，或放置在介質(zhì)基板上或懸浮在空氣中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樹形接入異面延遲線電阻加載對跖維瓦爾第脈沖天線， 其特征在于延遲線(4)的形狀是來回折返排列的直線或者發(fā)夾形，延遲線(4)的長度足夠長，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；延遲線的長度方向與天線的主輻射方向平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的樹形接入異面延遲線電阻加載對跖維瓦爾第脈沖天線， 其特征在于延遲線(4)的位置不對天線在主輻射方向的輻射形成遮擋。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹形接入異面延遲線電阻加載對跖維瓦爾第脈沖天線，其特征在于天線的傳輸段(8)的一端與天線的輻射段(9)相連，另一端與微帶饋線(2)連接。
專利摘要樹形接入異面延遲線對跖維瓦爾第脈沖天線由對跖輻射貼片(1)、微帶饋線(2)、樹形接入線(3)、延遲線(4)和介質(zhì)基板(5)構(gòu)成，兩塊輻射貼片(1)分別位于介質(zhì)基板(5)兩面，兩貼片(1)的邊緣(6)張開形成喇叭形開口，輻射貼片(1)末端開口最大處是天線輻射末端(7)；開口另一方向為天線傳輸段(8)；微帶饋線(2)一端是饋電端(11)，另一端與傳輸段(8)連接；每個貼片(1)在介質(zhì)基板(5)背面都有樹形接入線(3)和延遲線(4)；每個區(qū)域接入線(3)的分枝匯聚于匯聚點(13)，分枝末端經(jīng)金屬化過孔(12)與末端(7)連接；延遲線(4)一端和匯聚點(13)連接，另一端開路。該天線可延遲拖尾脈沖的出現(xiàn)時間。
文檔編號H01Q1/36GK202275930SQ201120399698
公開日2012年6月13日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者李順禮, 殷曉星, 趙洪新 申請人:東南大學(xué)