延遲線電阻加載對蹠維瓦爾第脈衝天線的製作方法

2023-05-26 16:21:11 4

專利名稱：延遲線電阻加載對蹠維瓦爾第脈衝天線的製作方法
技術領域：
本發明專利涉及一種脈衝天線，尤其是一種延遲線電阻加載對蹠維瓦爾第脈衝天線，屬脈衝天線的製造領域。
背景技術：
脈衝天線輻射脈衝信號時，在脈衝電流從天線輸入端流到天線末端的這段時間內，如果脈衝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餘的脈衝電流。在此後的過程中剩餘脈衝電流會在天線中沿原來的路徑返回繼續輻射電磁能量，這樣在天線的輻射脈衝波形中就會有拖尾脈衝。這些拖尾脈衝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幹擾。因此通常需要採取相應措施來降低這些波形中拖尾脈衝的幅度。目前，公知的脈衝天線大多是採用加載方法降低拖尾脈衝的幅度。對蹠維瓦爾第天線作為一種脈衝天線，具有工作頻帶寬，高增益，線極化等優點，應用非常廣泛。對於脈衝天線， 常用的降低拖尾脈衝幅度的方法是電阻加載法。但常見的電阻加載使得對蹠維瓦爾第天線的輻射效率比較低。

發明內容
技術問題本發明的目的是提出一種延遲線電阻加載對蹠維瓦爾第脈衝天線，該天線的加載電阻不僅可以有效降低拖尾脈衝幅度，而且其對對蹠維瓦爾第天線輻射效率的影響也比較小。技術方案本發明的延遲線電阻加載對蹠維瓦爾第脈衝天線包括對蹠輻射貼片、 微帶饋線、延遲線、加載電阻和介質基板，兩塊對蹠輻射貼片分別位於介質基板的兩面，兩個對蹠輻射貼片的邊緣張開形成喇叭形的開口，開口的末端是天線的輻射末端；與開口相反的另一方向為天線的傳輸段，微帶饋線的導帶與同一面的一片對蹠輻射貼片的邊緣相接，另一面的一片輻射貼片則為微帶饋線的接地面，在兩片對蹠輻射貼片的輻射末端都連接有延遲線，加載電阻分布在延遲線上，延遲線的末端為開路結構。延遲線印製、蝕刻在介質基板上，或放置在介質基板上或懸浮在空氣中。延遲線的位置不對天線在主輻射方向的輻射形成遮擋。延遲線的形狀為來回折返排列的直線或者髮夾形，其長度大於天線最高工作波長的一半，導線的長度方向與天線的主輻射方向平行。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。加載電阻是集中參數形式的電阻或者用延遲線本身的電阻實現。加載電阻分布在延遲線的一個小段或數個小段的延遲線上，或在一個小段延遲線上接有多個加載電阻。加載電阻，通過改變其沿延遲線的分布方式或通過控制加載電阻的總的阻值，改變脈衝信號中拖尾脈衝的幅度。延遲線上存在若干不連續處，由加載電阻將其相連接，構成延遲線電阻加載的附加電流通路。脈衝信號從天線饋電端經微帶饋線輸入，然後到對蹠輻射貼片的傳輸段，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。在輻射末端，延遲線為對蹠維瓦爾第天線中未輻射的脈衝信號的能量提供了附加的電流通路，使得在對蹠維瓦爾第天線末端的攜帶剩餘脈衝能量的電流沿附加的電流通路運動；未輻射的剩餘脈衝能量經金屬化的過孔進入電阻加載的延遲線，避免了在輻射末端開路而使得未輻射的剩餘脈衝能量返回天線的輻射單元，形成再輻射而導致拖尾脈衝；延遲線上的加載電阻消耗延遲線上剩餘的脈衝能量，從而可以減少脈衝信號中拖尾脈衝的幅度，由於延遲線大部分線段方向與天線的主輻射方向一致，因此延遲線上朝主輻射方向輻射的能量很少，而且延遲線在其所佔據的空間並不阻擋對蹠維瓦爾第天線主輻射方向的能量輻射。同時由於加載電阻在延遲線上， 因而不吸收輻射貼片上主輻射脈衝的能量，因此該技術方案可以減小加載電阻對對蹠維瓦爾第天線輻射效率的不利影響。調整加載電阻的阻值之和、調整加載電阻的阻值在延遲線上的分布方式和延遲線的長度等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，對對蹠維瓦爾第天線進行了帶延遲線的電阻加載，可以有效降低輻射波形中拖尾脈衝的幅度，同時可以減小加載電阻對對蹠維瓦爾第天線輻射效率的不利影響。


圖1是本發明天線下層的結構示意圖。圖2是本發明天線上層的結構示意圖。圖中有對蹠輻射貼片1，微帶饋線2，延遲線3，加載電阻4，介質基板5，輻射末端 6，傳輸段7，輻射段8，微帶饋線的導帶9，對蹠維瓦爾第天線的饋
電端10，對蹠輻射貼片的邊緣11，延遲線的末端12。
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。本發明所採用的技術方案是該延遲線電阻加載對蹠維瓦爾第脈衝天線由對蹠輻射貼片、微帶饋線、延遲線、加載電阻和介質基板所構成，其中對蹠輻射貼片、微帶饋線、延遲線和加載電阻都在同一塊介質基板上。兩個對蹠輻射貼片分別位於介質基板的兩面，隔著介質基板兩個貼片只有少部分的區域相重疊；兩個對蹠輻射貼片相對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，是天線的輻射末端；與輻射末端相反的方向盡頭一段，兩片對蹠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，對蹠輻射貼片的邊緣的形狀曲線是指數形， 也可以是直線；在傳輸段，隔著介質基板，上下兩片對蹠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，微帶饋線的導帶與同一面的一片對蹠輻射貼片的邊緣相接，而另一面的一片對蹠輻射貼片則同時為微帶饋線的接地面，因此微帶饋線的一端從側邊與對蹠輻射貼片相連，微帶饋線的另一端是天線的饋電端；在兩片對蹠輻射貼片的輻射末端都接有延遲線，延遲線呈髮夾形分布，延遲線的末端開路，延遲線的長度大於天線最大工作波長的一半以上，加載電阻分布在延遲線上。延遲線與其上分布的加載電阻構成一條電流通路。脈衝信號從天線饋電端經微帶饋線輸入，然後到對蹠輻射貼片的傳輸段， 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。在輻射末端，延遲線為對蹠維瓦爾第天線中未輻射的脈衝信號的能量提供了附加的電流通路，使得在對蹠維瓦爾第天線末端的攜帶剩餘脈衝能量的電流沿附加的電流通路運動；未輻射的剩餘脈衝能量經金屬化的過孔進入電阻加載的延遲線，避免了因天線輻射末端的反射引起的拖尾脈衝；延遲線上的加載電阻消耗延遲線上剩餘的脈衝能量，從而可以減少脈衝信號中拖尾脈衝的幅度， 由於延遲線大部分線段方向與天線的主輻射方向一致，因此延遲線上朝主輻射方向輻射的能量很少，而且延遲線在其所佔據的空間並不阻擋對蹠維瓦爾第天線主輻射方向的能量輻射。同時由於加載電阻在延遲線上，因而不吸收輻射貼片上主輻射脈衝的能量，這樣就可以減小加載電阻對對蹠維瓦爾第天線輻射效率的不利影響。加載電阻可以是以集中參數形式的電阻或者是以分布參數形式的電阻。通過改變延遲線上加載電阻的阻值即可改變延遲線產生的脈衝信號中拖尾脈衝的幅度，另外通過改變加載電阻的阻值沿延遲線的分布方式也可改變延遲線產生的脈衝信號中拖尾脈衝的幅度。在結構上，該延遲線電阻加載對蹠維瓦爾第脈衝天線由對蹠輻射貼片1、微帶饋線 2、延遲線3、加載電阻4和介質基板5所構成，其中對蹠輻射貼片1、微帶饋線2、延遲線3和加載電阻4都在同一塊介質基板5上。兩個對蹠輻射貼片1都是金屬貼片，分別位於介質基板5的兩面，隔著介質基板5兩個對蹠輻射貼片1隻有少部分的區域相重疊；兩個對蹠輻射貼片的邊緣11張開形成喇叭形的開口，對蹠輻射貼片1末端開口最大的位置即天線的輻射末端6 ；與輻射末端6相反的方向盡頭一段，兩片對蹠輻射貼片的邊緣11平行，這一段為天線的傳輸段7，傳輸段7與輻射末端6之間對蹠輻射貼片的邊緣11張口變化的一段為天線的輻射段8 ；在傳輸段7，隔著介質基板5，上下兩片對蹠輻射貼片1有一部分是重疊的， 其對蹠輻射貼片的邊緣11平行，因此天線的傳輸段7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8相連，傳輸段的另一端則和微帶饋線2相連，微帶饋線的導帶9與同一面的一片對蹠輻射貼片1的邊緣相接，而另一面的一片對蹠輻射貼片1則同時作為為微帶饋線2的接地面，因此微帶饋線2 —端從側邊與對蹠輻射貼片1相連，微帶饋線的另一端就是對蹠維瓦爾第天線的饋電端10 ；在天線的輻射末端6都接有延遲線3，延遲線3的末端12開路，延遲線3呈髮夾形分布，延遲線3的長度通常大於天線最大工作波長的一半或更多；加載電阻4分布在延遲線3上，加載電阻4可以有兩種形式實現，一種是分布參數形式的電阻，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；另一種是集中參數形式的電阻，加載電阻4依次接在髮夾形延遲線3的一個個小段上。每一個小段延遲線3 上可以連接一個或數個加載電阻4 ；或者幾個小段中只有一個小段連接一個或數個加載電阻4。前面幾個小段延遲線3上也可以不連接加載電阻4，而在其之後的小段延遲線3上連接加載電阻4。延遲線3與分布在其導線上的加載電阻4形成電流通路。在製造上該延遲線電阻加載對蹠維瓦爾第脈衝天線的製造工藝可以採用半導體工藝、陶瓷工藝、雷射工藝或印刷電路工藝。對蹠輻射貼片1由導電性能好的導體材料構成，介質基板5要使用損耗儘可能低的介質材料。延遲線3採用髮夾形以使得延遲線3有足夠的長度；延遲線3也可以採用其它的布線形式，只要延遲線3的長度足夠長；延遲線3髮夾形的長線段方向與天線主輻射方向一致，以減小髮夾形延遲線3的輻射對天線的影響； 髮夾形延遲線3的相鄰小段之間的線距也要小一些以保證延遲線3有足夠的長度。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線作為延遲線3，這時可少用或者不用加載電阻4，延遲線3本身的導線電阻就代替了加載電阻4的作用。
根據以上所述，便可實現本發明。
權利要求
1.一種延遲線電阻加載對蹠維瓦爾第脈衝天線，其特徵在於該天線包括對蹠輻射貼片 (1)、微帶饋線(2)、延遲線(3)、加載電阻(4)和介質基板(5)，兩塊對蹠輻射貼片(1)分別位於介質基板(5)的兩面，兩個對蹠輻射貼片(1)的邊緣(11)張開形成喇叭形的開口，開口的末端是天線的輻射末端(6)；與開口相反的另一方向為天線的傳輸段(7)，微帶饋線(2)的導帶(9)與同一面的一片對蹠輻射貼片(1)的邊緣相接，另一面的一片輻射貼片(1)則為微帶饋線(2 )的接地面，在兩片對蹠輻射貼片(1)的輻射末端(6 )都連接有延遲線(3 )，加載電阻(4)分布在延遲線(3)上，延遲線的末端(12)為開路結構。
2.根據權利要求1所述的延遲線電阻加載對蹠維瓦爾第脈衝天線，其特徵在於延遲線 (3)印製、蝕刻在介質基板(5)上，或放置在介質基板上或懸浮在空氣中。
3.根據權利要求1或2所述的延遲線電阻加載對蹠維瓦爾第脈衝天線，其特徵在於延遲線(3)的位置不對天線在主輻射方向的輻射形成遮擋。
4.根據權利要求1或2所述的延遲線電阻加載對蹠維瓦爾第脈衝天線，其特徵在於延遲線(3)的形狀為來回折返排列的直線或者髮夾形，其長度大於天線最高工作波長的一半， 導線的長度方向與天線的主輻射方向平行。
5.根據權利要求1所述的延遲線電阻加載對蹠維瓦爾第脈衝天線，其特徵在於天線的傳輸段(7)的一端與天線的輻射段(8)相連，另一端與微帶饋線(2)連接。
6.根據權利要求1或2所述的延遲線電阻加載對蹠維瓦爾第脈衝天線，其特徵在於加載電阻(4 )是集中參數形式的電阻或者用延遲線(3 )本身的電阻實現。
7.根據權利要求1或6所述的延遲線電阻加載對蹠維瓦爾第脈衝天線，其特徵在於加載電阻(4 )分布在延遲線(3 )的一個小段或數個小段的延遲線(3 )上，或在一個小段延遲線 (3)上接有多個加載電阻(4)。
8.根據權利要求7所述的延遲線電阻加載對蹠維瓦爾第脈衝天線，其特徵在於加載電阻(4)，通過改變其沿延遲線(3)的分布方式或通過控制加載電阻(4)的總的阻值，改變脈衝信號中拖尾脈衝的幅度。
全文摘要
延遲線電阻加載對蹠維瓦爾第脈衝天線涉及一種天線，尤其是電阻加載的脈衝天線。該天線由對蹠輻射貼片(1)、微帶饋線(2)、延遲線(3)、加載電阻(4)和介質基板(5)所構成，兩塊對蹠輻射貼片(1)分別位於介質基板(5)的兩面，兩貼片(1)的邊緣(11)張開形成喇叭形的開口，貼片(1)末端開口最大的位置是天線的輻射末端(6)；開口另一方向為天線的傳輸段(7)，微帶饋線(2)一端是天線的饋電端(10)，另一端從側邊與天線的傳輸段(7)連接；在兩片對蹠輻射貼片(1)的輻射末端(6)都連接有延遲線(3)，加載電阻(4)分布在延遲線(3)上。該天線不僅可以有效降低拖尾脈衝幅度，而且對輻射效率的影響小。
文檔編號H01Q1/38GK102394355SQ20111031894
公開日2012年3月28日 申請日期2011年10月20日 優先權日2011年10月20日
發明者殷曉星, 王靜, 趙洪新 申請人:東南大學