专利名称：延迟线对跖维瓦尔第脉冲天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种脉冲天线，尤其是一种延迟线对跖维瓦尔第脉冲天线，属脉冲天线的制造领域。
背景技术：
脉冲天线辐射脉冲信号时，在脉冲电流从天线输入端流到天线末端的这段时间内，如果脉冲天线不能把电磁能量全部辐射出去，则在天线末端就会有剩余的脉冲电流。在此后的过程中剩余脉冲电流会在天线中沿原来的路径返回继续辐射电磁能量，这样在天线的辐射脉冲波形中就会有拖尾脉冲。这些拖尾脉冲会与来自目标的信号在时间上重叠，从而会对目标信号形成干扰。因此通常需要采取相应措施来降低这些波形中拖尾脉冲的幅度。对跖维瓦尔第天线作为一种脉冲天线，具有工作频带宽，高增益，线极化等优点，应用非常广泛，在探地雷达中也有较多的应用。目前，公知的脉冲天线大多是采用加载方法降低拖尾脉冲的幅度，以减少其对目标信号的影响。这些加载方法的主要问题是加载的电阻会引起脉冲天线辐射效率的降低。
发明内容
技术问题本发明的目的是提出一种延迟线对跖维瓦尔第脉冲天线，该天线可以延迟脉冲天线辐射脉冲波形中拖尾脉冲出现的时间，避免拖尾脉冲对目标信号的干扰，并且对天线辐射效率的影响较小。技术方案本发明的延迟线对跖维瓦尔第脉冲天线包括对跖辐射贴片、微带馈线、 延迟线和介质基板，两块对跖辐射贴片分别位于介质基板的两面，两个对跖辐射贴片的边缘张开形成喇叭形的开口，开口的末端是天线的辐射末端；与开口相反的另一方向为天线的传输段，微带馈线的导带与同一面的一片对跖辐射贴片的边缘相接，另一面的一片辐射贴片则为微带馈线的接地面，在两片对跖辐射贴片的天线辐射末端都连接有延迟线，延迟线的末端为开路结构。延迟线印制、蚀刻在介质基板上，或放置在介质基板上或悬浮在空气中。延迟线的位置不对天线在主辐射方向的辐射形成遮挡。延迟线的形状为来回折返排列的直线或者发夹形，其长度足够长，以保证脉冲能量在延迟线上的传播时间大于所需要的拖尾脉冲相对于主辐射脉冲的延迟时间，导线的长度方向与天线的主辐射方向平行。天线的传输段的一端与天线辐射段相连，另一端与微带馈线连接。微带馈线从侧面与对跖辐射贴片连接，使得微带馈线可以利用对跖辐射贴片所在的空间。其中对跖辐射贴片、微带馈线、延迟线都在同一块介质基板上。两个对跖辐射贴片分别位于介质基板的两面，隔着介质基板两个贴片只有少部分的区域相重叠；两个对跖辐射贴片相对的边缘先是平行、然后再张开形成喇叭形的开口，辐射贴片末端开口最大的位置，是天线的辐射末端；与辐射末端相反的方向尽头一段，两片对跖辐射贴片的边缘平行， 这一段为天线的传输段；传输段与辐射末端之间贴片边缘张口变化的一段为天线的辐射段；在传输段，隔着介质基板，上下两个对跖辐射贴片有一部分是重叠的，其边缘平行，因此天线的传输段可以看成是交错平板传输线，传输段的一端与天线的辐射段相连，传输段的另一端则和微带馈线相连，微带馈线的导带与同一面的一片对跖辐射贴片的边缘相接，而另一面的一片对跖辐射贴片则作为微带馈线的接地面，因此微带馈线的一端从侧边与对跖辐射贴片相连，微带馈线的另一端是天线的馈电端；在两片对跖辐射贴片的辐射末端都接有延迟线，延迟线末端开路。延迟线呈直线形或发夹形分布，延迟线的长度足够长，以保证脉冲能量在延迟线上的传播时间大于所需要的拖尾脉冲相对于主辐射脉冲的延迟时间。延迟线印制、蚀刻或者放置在介质基板上，或悬浮在介质基板上面的空气中。脉冲信号从天线馈电端经微带馈线输入，然后到对跖辐射贴片的传输段，再到辐射段开始朝着辐射末端的方向，一边传输一边辐射能量。在辐射末端，延迟线为对跖维瓦尔第天线中未辐射的脉冲信号的能量提供了附加的电流通路，使得在对跖维瓦尔第天线末端的携带剩余脉冲能量的电流沿附加的电流通路运动，避免了在辐射末端开路而使得未辐射的剩余脉冲能量返回天线的辐射单元，形成再辐射而导致拖尾脉冲。剩余脉冲能量经进入延迟线。延迟线大部分线段的方向平行于天线的主辐射方向，因此延迟线在主辐射方向上的辐射较小，而且发夹形相邻线段的辐射有抵消作用，所以脉冲信号通过延迟线时的辐射很小，只有到延迟线末端时，辐射会比较强，形成拖尾脉冲。由于延迟线的延迟作用，这个拖尾脉冲相对于天线的主辐射脉冲，在时间上有了延迟。而且延迟线在其所占据的空间也不影响天线在主辐射方向的能量辐射。同时由于没有加载电阻，对天线辐射效率的不利影响也较小。调整介质基板的厚度、介质基板材料的介电常数和磁导率、延迟线的长度等都可以改变脉冲信号中拖尾脉冲的延迟时间。有益效果本发明的有益效果是，对对跖维瓦尔第天线进行了延迟线加载，可以延迟天线脉冲辐射波形中拖尾脉冲出现的时间，避免拖尾脉冲对目标信号的干扰，并且对天线辐射效率的影响较小，延迟线也不影响天线的正常辐射。
图1是本发明天线下层的结构示意图。图2是本发明天线上层的结构示意图。图中有对跖辐射贴片1，微带馈线2，延迟线3，介质基板4，天线辐射末端5，天线传输段6，天线辐射段7，微带馈线的导带8，天线馈电端9，对跖辐射贴片边缘10，延迟线末端 11。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。本发明所采用的技术方案是该延迟线对跖维瓦尔第脉冲天线由对跖辐射贴片、 微带馈线、延迟线和介质基板所构成，其中对跖辐射贴片、微带馈线和延迟线都在同一块介质基板上。两个对跖辐射贴片分别位于介质基板的两面，隔着介质基板两个贴片只有少部分的区域相重叠；两个对跖辐射贴片相对的边缘张开形成喇叭形的开口，辐射贴片末端开口最大的位置，是天线的辐射末端；与辐射末端相反的方向尽头一段，两片对跖辐射贴片的边缘平行，这一段为天线的传输段，传输段与辐射末端之间边缘张口变化的一段为天线的辐射段，在辐射段，对跖辐射贴片的边缘的形状曲线是指数形，也可以是直线；在传输段，隔着介质基板，上下两片对跖辐射贴片有一部分是重叠的，其边缘平行，因此天线的传输段可以看成是交错平板传输线，传输段的一端与天线的辐射段相连，传输段的另一端则和微带馈线相连，微带馈线的导带与同一面的一片对跖辐射贴片的边缘相接，而另一面的一片对跖辐射贴片则作为微带馈线的接地面，因此微带馈线一端从侧边与对跖辐射贴片相连，微带馈线的另一端是天线的馈电端；在两片对跖辐射贴片的辐射末端都接有延迟线，延迟线呈发夹形分布，延迟线末端开路，延迟线的长度足够长，以保证脉冲能量在延迟线上的传播时间大于所需要的拖尾脉冲相对于主辐射脉冲的延迟时间。延迟线构成附加的电流通路。 脉冲信号从天线馈电端经微带馈线输入，然后到对跖辐射贴片的传输段，再到辐射段开始朝着辐射末端的方向，一边传输一边辐射能量。在辐射末端，延迟线为对跖维瓦尔第天线中未辐射的脉冲信号的能量提供了附加的电流通路，使得在对跖维瓦尔第天线末端的携带剩余脉冲能量的电流沿附加的电流通路运动，避免了在辐射末端开路而使得未辐射的剩余脉冲能量返回天线的辐射单元，形成再辐射而导致拖尾脉冲。剩余脉冲能量经进入延迟线。 延迟线大部分线段的方向平行于天线的主辐射方向，因此延迟线在主辐射方向上的辐射较小，而且发夹形相邻线段的辐射有抵消作用，所以脉冲信号通过延迟线时的辐射很小，只有到延迟线末端时，辐射会比较强，形成拖尾脉冲。由于延迟线的延迟作用，这个拖尾脉冲相对于天线的主辐射脉冲，在时间上有了延迟。而且延迟线在其所占据的空间也不影响天线在主辐射方向的能量辐射。同时由于没有加载电阻，对天线辐射效率的不利影响也较小。调整介质基板的厚度、介质基板材料的介电常数和磁导率、延迟线的长度等都可以改变脉冲信号中拖尾脉冲的延迟时间。在结构上，该延迟线对跖维瓦尔第脉冲天线由对跖辐射贴片1、微带馈线2、延迟线3和介质基板4所构成，其中对跖辐射贴片1、微带馈线2和延迟线3都在同一块介质基板4上。两个对跖辐射贴片1都是金属贴片，分别位于介质基板4的两面，隔着介质基板4 两个辐射贴片1只有少部分的区域相重叠；两个辐射贴片1相对的边缘10张开形成喇叭形的开口，辐射贴片1末端开口最大的位置即天线辐射末端5 ；与天线辐射末端5相反的方向尽头一段，两片对跖辐射贴片1的对跖辐射贴片边缘10平行，这一段为天线的传输段6，天线传输段6与天线辐射末端5之间对跖辐射贴片边缘10张口变化的一段为天线的辐射段 7 ；在天线传输段6，隔着介质基板4，上下两片对跖辐射贴片1有一部分是重叠的，其对跖辐射贴片边缘10平行，因此天线传输段6可以看成是交错平板传输线，传输段的一端与天线辐射段7相连，传输段的另一端则和微带馈线2相连，微带馈线的导带8与同一面的一片对跖辐射贴片1的边缘相接，而另一面的一片对跖辐射贴片1则同时作为为微带馈线2的接地面，因此微带馈线2 —端从侧边与对跖辐射贴片1相连，微带馈线2的另一端就是天线馈电端9 ；在天线辐射末端5都接有延迟线3，延迟线末端11开路，延迟线3呈发夹形分布，延迟线3的长度足够长，以保证脉冲能量在延迟线上的传播时间大于所需要的拖尾脉冲相对于主辐射脉冲的延迟时间；延迟线3形成附加的电流通路。在制造上该延迟线对跖维瓦尔第脉冲天线的制造工艺可以采用半导体工艺、陶瓷工艺、激光工艺或印刷电路工艺。对跖辐射贴片1由导电性能好的导体材料构成，介质基板4要使用损耗尽可能低的介质材料。延迟线3采用发夹形以使得延迟线3有足够的长度； 延迟线3也可以采用其它的布线形式，只要延迟线3的长度足够长；延迟线3印制、蚀刻或者放置在介质基板4上，或悬浮在介质基板4上面的空气中；延迟线3发夹形的长线段方向与天线主辐射方向一致，以减小发夹形延迟线3的辐射对天线的影响；发夹形延迟线3的相邻小段之间的线距也要小一些以保证延迟线3有足够的长度。根据以上所述，便可实现本发明。
权利要求
1.一种延迟线对跖维瓦尔第脉冲天线，其特征在于该天线包括对跖辐射贴片(1)、微带馈线(2 )、延迟线(3 )和介质基板(4 )，两块对跖辐射贴片(1)分别位于介质基板(4 )的两面，两个对跖辐射贴片(1)的边缘(10)张开形成喇叭形的开口，开口的末端是天线的辐射末端(5)；与开口相反的另一方向为天线的传输段(6)，微带馈线的导带(8)与同一面的一片对跖辐射贴片(1)的边缘相接，另一面的一片辐射贴片(1)则为微带馈线(2)的接地面， 在两片对跖辐射贴片(1)的天线辐射末端(5 )都连接有延迟线(3 )，延迟线的末端(12 )为开路结构。
2.根据权利要求1所述的延迟线对跖维瓦尔第脉冲天线，其特征在于延迟线(3)印制、 蚀刻在介质基板(4 )上，或放置在介质基板上或悬浮在空气中。
3.根据权利要求1或2所述的延迟线对跖维瓦尔第脉冲天线，其特征在于延迟线(3) 的位置不对天线在主辐射方向的辐射形成遮挡。
4.根据权利要求1或2所述的延迟线对跖维瓦尔第脉冲天线，其特征在于延迟线(3) 的形状为来回折返排列的直线或者发夹形，其长度足够长，以保证脉冲能量在延迟线上的传播时间大于所需要的拖尾脉冲相对于主辐射脉冲的延迟时间，导线的长度方向与天线的主辐射方向平行。
5.根据权利要求1所述的延迟线对跖维瓦尔第脉冲天线，其特征在于天线的传输段 (6 )的一端与天线辐射段(7 )相连，另一端与微带馈线(2 )连接。
6.根据权利要求1或5所述的延迟线对跖维瓦尔第脉冲天线，其特征在于微带馈线 (2)从侧面与对跖辐射贴片(1)连接，使得微带馈线(2)可以利用对跖辐射贴片(1)所在的空间。
全文摘要
延迟线对跖维瓦尔第脉冲天线涉及一种延迟拖尾脉冲出现时间的脉冲天线。该天线由对跖辐射贴片(1)、微带馈线(2)、延迟线(3)和介质基板(4)所构成，两块对跖辐射贴片(1)分别位于介质基板(4)的两面，两个贴片(1)的边缘(10)张开形成喇叭形开口，辐射贴片(1)末端开口最大的位置是天线辐射末端(5)，开口另一方向为天线传输段(6)；传输段一端与天线辐射段(7)相连，另一端则和微带馈线2相连；微带馈线(2)的导带(8)与同一面的一片贴片(1)的边缘相接，而另一面的一贴片(1)则作为微带馈线(2)的接地面，在两片对跖辐射贴片(1)的辐射末端(5)都连接有延迟线(3)。该天线可有效降低拖尾脉冲幅度。
文档编号H01Q1/38GK102361158SQ201110318908
公开日2012年2月22日 申请日期2011年10月20日 优先权日2011年10月20日
发明者殷晓星, 王静, 赵洪新 申请人:东南大学