亞毫米波的領結脈衝加載天線的製作方法

2023-07-25 06:27:16 2

專利名稱：亞毫米波的領結脈衝加載天線的製作方法
技術領域：
本發明專利涉及一種脈衝天線，尤其是一種用於亞毫米波的領結脈衝天線。
背景技術：
脈衝天線輻射脈衝信號時，在天線輻射末端會有剩餘的未輻射出去的脈衝電流， 剩餘脈衝電流在天線中沿原來的路徑返回之後參與脈衝輻射，因此在天線的輻射脈衝波形中會形成拖尾脈衝。這些拖尾脈衝與來自目標的信號在時域相重疊，從而會對目標信號產生幹擾，因此通常要採取措施降低輻射脈衝波形中拖尾脈衝的幅度。領結脈衝天線具有工作頻帶寬，製作簡單等優點，是一種應用非常廣泛的脈衝天線。目前，對於領結脈衝天線，常用的降低拖尾脈衝幅度的方法是電阻加載法，主要包括分布電阻加載和集中電阻加載。對於在亞毫米波段工作的領結脈衝天線，由於領結脈衝天線的尺寸在幾十到幾百微米之間， 無論是進行電阻的分布加載或是集中加載，在加工工藝上都存在相當大的困難。另外，分布加載電阻會吸收天線中將要輻射的脈衝能量而影響天線的輻射效率，這種影響在信號功率相對比較小的亞毫米波段更加難以接受。

發明內容
技術問題本發明目的是提出一種亞毫米波的領結脈衝加載天線，該領結脈衝天線不僅能夠降低拖尾脈衝的幅度，而且對天線輻射效率的不利影響也比較小。技術方案本發明的亞毫米波的領結脈衝加載天線由脈衝輻射貼片、介質基板、加載貼片、有耗加載基板構成，其中，脈衝輻射貼片為一對位於介質基板上表面、頂角相對的三角形金屬片；加載貼片為一對位於介質基板下表面、頂角相對的三角形金屬片；三角形的脈衝輻射貼片與三角形的加載貼片的底邊長度相同，但加載貼片三角形的高小於脈衝輻射貼片三角形的高；在領結脈衝天線的輻射末端即三角形的脈衝輻射貼片與三角形的加載貼片的底邊經穿過介質基板的金屬化過孔相連接；在加載貼片的下側設有耗加載基板。所述的金屬化過孔沿領結脈衝天線的輻射末端稠密分布，即兩金屬化過孔之間的距離儘量小。有耗加載基板是吸收加載貼片上剩餘電流脈衝的能量的有耗介質，而對輻射貼片上電流脈衝的影響很小，有耗加載基板的大小要覆蓋住整個加載貼片。兩個加載貼片4的形狀是三角形、扇形或梯形。脈衝信號首先從脈衝天線的饋電端向脈衝天線的末端傳播和輻射，在脈衝天線輻射末端未輻射的剩餘脈衝信號經金屬化過孔進入加載貼片，剩餘脈衝信號沿著加載貼片繼續傳播，在傳播過程中其能量逐漸被有耗加載基板所吸收，不會產生有效輻射，因此能顯著降低拖尾脈衝的幅度。由於有耗加載基板不吸收脈衝輻射貼片的脈衝電流，對天線的輻射效率的不利影響將降低。因為加載貼片比脈衝輻射貼片要小，由於脈衝輻射貼片的阻擋作用，加載貼片不會在脈衝輻射貼片一側產生有效輻射，因此對天線輻射效率的不利影響較小。改變介質基板的厚度和加載貼片的形狀和大小都可以改變脈衝信號中拖尾脈衝的幅度。有益效果本發明的有益效果是，採用有耗加載基板對帶有加載貼片的亞毫米波領結脈衝天線進行加載，降低了輻射波形中拖尾脈衝的幅度，同時減小了阻性加載對脈衝天線輻射效率的不利影響。


圖1是本發明的結構俯視圖。圖2是本發明結構的側視圖。圖中有領結脈衝加載天線1，脈衝輻射貼片2，介質基板3，加載貼片4，有耗加載基板5，領結脈衝天線的饋電端6，領結脈衝天線的輻射末端7，金屬化過孔8。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。亞毫米波的領結脈衝加載天線由脈衝輻射貼片、介質基板、加載貼片、有耗加載基板所組成，其中脈衝輻射貼片和加載貼片分別位於介質基板的兩側，加載貼片的一側是介質基板，另一側是有耗加載基板。領結脈衝天線包含領結脈衝天線饋電端和輻射末端，在領結脈衝天線的輻射末端製作有稠密分布的若干個金屬化過孔，金屬化過孔連接領結脈衝天線和加載貼片。脈衝輻射貼片可以是三角形或扇形等，加載貼片比脈衝輻射貼片略小，可以是三角形、扇形或者梯形等。脈衝信號首先從領結脈衝天線饋電端向領結脈衝天線的輻射末端傳播，在傳播過程中形成有效輻射。在領結脈衝天線輻射末端沒有輻射出去的剩餘脈衝信號經金屬化過孔進入加載貼片，剩餘脈衝信號沿著加載貼片繼續傳播，在傳播過程中剩餘脈衝信號能量逐漸被有耗加載基板所吸收，產生的輻射很小，因此能夠有效降低拖尾脈衝的幅度。由於有耗加載基板不吸收在輻射末端之前能夠輻射出去的脈衝電流，從而對天線的輻射效率的不利影響將降低。加載貼片比脈衝輻射貼片略小，由於脈衝輻射貼片的阻擋作用，加載貼片所產生的輻射不會影響脈衝輻射貼片所產生的有效輻射。改變介質基板的厚度、有耗加載基板的特性和加載貼片的形狀與大小都可以改變脈衝信號中拖尾脈衝的幅度。在結構上，該領結脈衝天線1由脈衝輻射貼片2、介質基板3、加載貼片4、有耗加載基板5構成，其中，脈衝輻射貼片2為一對位於介質基板3上表面、頂角相對的三角形金屬片；加載貼片4為一對位於介質基板3下表面、頂角相對的三角形金屬片；三角形的脈衝輻射貼片2與三角形的加載貼片4的底邊長度相同，但加載貼片4三角形的高小於脈衝輻射貼片2三角形的高；在領結脈衝天線的輻射末端7即三角形的脈衝輻射貼片2與三角形的加載貼片4的底邊經穿過介質基板3的金屬化過孔8相連接；在加載貼片4的下側設有耗加載基板5。兩個加載貼片4的形狀是三角形、扇形或梯形。加載貼片4的尺寸要小於脈衝輻射貼片2的尺寸，以使得加載貼片4朝著輻射貼片2方向上的輻射可以被輻射貼片2有效的遮擋。在製造上，該亞毫米波的領結脈衝天線1的製造工藝可以採用半導體工藝、陶瓷工藝、雷射工藝或高精度印刷電路工藝。脈衝輻射貼片2由導電性能好的導體材料構成， 加載貼片4也使用導電材料構成，但其導電性能不必很高，其導電率可以低於輻射貼片2的導電率。介質基板3要使用損耗儘可能低的介質材料，而有耗加載基板5要使用損耗相對高一些的介質材料，以使其可以有效的吸收加載貼片4上電流的能量。加載貼片4的一側是介質基板3，另一側是有耗加載基板5，加載貼片4的尺寸比脈衝輻射貼片2要小，使得加載天線4的朝輻射貼片2方向的輻射可以被輻射貼片2有效的遮擋，加載貼片4的形狀為三角形、梯形或者扇形等。有耗加載基板5要覆蓋整個加載貼片4，其厚度要保證可以有效吸收加載貼片4上剩餘電流的能量。輻射貼片2與加載貼片4在輻射末端7處要有良好的電氣連接，如果採用金屬化過孔8，則要求過孔8的排列密集，相鄰過孔8之間的間距要不大於天線工作波長的八分之一；也可以採用垂直金屬片連接輻射貼片和加載貼片。
根據以上所述，便可實現本發明。
權利要求
1. 一種亞毫米波的領結脈衝加載天線，其特徵在於該領結脈衝天線(1)由脈衝輻射貼片(2)、介質基板(3)、加載貼片(4)、有耗加載基板(5)構成，其中，脈衝輻射貼片(2)為一對位於介質基板(3)上表面、頂角相對的三角形金屬片；加載貼片(4)為一對位於介質基板(3)下表面、頂角相對的三角形金屬片；三角形的脈衝輻射貼片(2)與三角形的加載貼片 (4)的底邊長度相同，但加載貼片(4)三角形的高小於脈衝輻射貼片(2)三角形的高；在領結脈衝天線的輻射末端(7)即三角形的脈衝輻射貼片(2)與三角形的加載貼片(4)的底邊經穿過介質基板(3)的金屬化過孔(8)相連接；在加載貼片(4)的下側設有耗加載基板(5)。
2.根據權利要求1所述的亞毫米波的領結脈衝加載天線，其特徵在於所述的金屬化過孔(8)沿領結脈衝天線的輻射末端(7)稠密分布，即兩金屬化過孔(8)之間的距離儘量
3.根據權利要求1或2所述的亞毫米波的領結脈衝加載天線，其特徵在於有耗加載基板(5)是吸收加載貼片(4)上剩餘電流脈衝的能量的有耗介質，而對輻射貼片(2)上電流脈衝的影響很小，有耗加載基板(5)的大小要覆蓋住整個加載貼片(4)。
4.根據權利要求1所述的亞毫米波的領結脈衝加載天線，其特徵在於所述的兩個加載貼片(4)的形狀是三角形、扇形或梯形。
5.根據權利要求1或4所述的亞毫米波的領結脈衝加載天線，其特徵在於加載貼片 (4)的尺寸要小於脈衝輻射貼片(2)的尺寸，以使得加載貼片(4)朝著輻射貼片(2)方向上的輻射可以被輻射貼片(2)有效的遮擋。
全文摘要
本發明是一種亞毫米波的領結脈衝加載天線，其中，脈衝輻射貼片2為一對位於介質基板3上表面、頂角相對的三角形金屬片；加載貼片4為一對位於介質基板3下表面、頂角相對的三角形金屬片；三角形的脈衝輻射貼片2與三角形的加載貼片4的底邊長度相同，但加載貼片4三角形的高小於脈衝輻射貼片2三角形的高；在領結脈衝天線的輻射末端7即三角形的脈衝輻射貼片2與三角形的加載貼片4的底邊經穿過介質基板3的金屬化過孔8相連接；在加載貼片4的下側設有耗加載基板5。加載貼片4上剩餘的脈衝能量被有耗加載基板5逐漸吸收，從而不僅能夠有效降低拖尾脈衝的幅度，而且對脈衝天線輻射效率的不利影響比較小。
文檔編號H01Q1/36GK102270779SQ20111021105
公開日2011年12月7日 申請日期2011年7月27日 優先權日2011年7月27日
發明者李順禮, 楊梅, 殷曉星, 趙洪新 申請人:東南大學