专利名称：延迟线渐变槽线脉冲天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种脉冲天线，尤其是一种延迟线渐变槽线脉冲天线，属于脉冲天线制造的技术领域。
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，在天线辐射末端会有剩余的未辐射出去的脉冲电流，剩余脉冲电流会在天线中沿原来的路径返回，在此后的过程中继续辐射电磁能量，因此天线辐射波形中会产生拖尾脉冲。在脉冲天线用于探地雷达时，这些拖尾脉冲与来自目标的信号在时域相重叠，从而对目标信号产生干扰，因此通常要采取措施降低辐射脉冲波形中拖尾脉冲的影响。渐变槽线天线作为一种脉冲天线，具有工作频带宽，制作简单等优点。渐变槽线天线的应用非常广泛，在探地雷达中也有较多的应用。目前，对于渐变槽线脉冲天线，公知的方法是采用电阻加载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实用新型目的是提出一种延迟线渐变槽线脉冲天线，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。技术方案本实用新型的延迟线渐变槽线脉冲天线包括一对渐变槽线辐射贴片、 介质基板、微带馈线和延迟线；两个渐变槽线辐射贴片对称的位于介质基板同一面，微带馈线的导带和延迟线在介质基板的另一面；两个渐变槽线辐射贴片之间缝隙的边缘张开形成喇叭形开口，渐变槽线辐射贴片末端开口最大位置是天线辐射末端，与喇叭形开口相对的另一端是槽线开路端；微带馈线的外端是天线的馈电端，内端先是微带馈线到槽线的过渡段，然后在末端由短路孔将微带馈线的导带与另一面的渐变槽线辐射贴片连接；延迟线位于两个渐变槽线辐射贴片所包含的介质基板背面的区域内，每一条延迟线的外端经过金属化过孔与背面的天线辐射末端连接，内端开路。所述的微带馈线到槽线的微带到槽线的过渡段靠近槽线的开路端。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。天线的辐射末端由稠密分布的金属化过孔与延迟线末端相接，使渐变槽线脉冲天线辐射末端的剩余脉冲能量能尽量多地进入电流通路。延迟线的形状为来回折返排列的直线或者发夹形，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。所述的延迟线有多条，经金属化过孔与天线的辐射末端相连接。延迟线构成附加的电流通路。脉冲信号首先从渐变槽线脉冲天线的馈电端输入，经过微带馈线，微带到槽线的过渡段，传播到槽线上。再经过槽线传播到辐射段，边传播边辐射至天线的辐射末端。在天线的辐射末端，延迟线为未辐射的剩余脉冲能量的电流提供了附加电流通路，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。剩余脉冲能量经金属化的过孔进入延迟线。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，只有到延迟线的末端时，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。多条延迟线可以使渐变槽线脉冲天线辐射末端的剩余脉冲能量可以尽量多地进入延迟线，可以对拖尾脉冲进行更有效的延迟。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。另外延迟线开路也使得延迟线不需要跨越贴片之间的缝隙，避免影响天线辐射贴片的正常辐射。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。有益效果本实用新型的有益效果是，对渐变槽线脉冲天线进行了延迟线的加载， 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，延迟线也不影响天线的正常辐射。
图1是本实用新型的结构示意图。图中有渐变槽线辐射贴片1，介质基板2，微带馈线3，延迟线4，微带馈线的导带 5，天线的辐射末端6，槽线7，天线的馈电端8，微带到槽线的过渡段9，短路孔10，金属化过孔11。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。本实用新型所采用的技术方案是延迟线渐变槽线脉冲天线由一对渐变槽线辐射贴片、介质基板、微带馈线和延迟线组成；其中渐变槽线辐射贴片位于介质基板的一面，微带馈线的导带、延迟线位于介质基板的另一面。两片渐变槽线辐射贴片位于介质基板的同一表面，两片渐变槽线辐射贴片之间缝隙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，也是天线的辐射末端。在缝隙开口另外的方向尽头一段，两片渐变槽线辐射贴片之间缝隙的边缘平行，形成槽线，槽线与辐射末端之间贴片缝隙宽度变化的一段为天线的辐射段；槽线的一端是开路，槽线的另一端接天线的辐射段。微带馈线的接地面就是一片渐变槽线辐射贴片，微带馈线的一端是天线的馈电端，微带馈线的另一端是微带到槽线的过渡段；过渡段靠近槽线的开路端，在过渡段，微带的导带在槽线介质基板的上方跨过缝隙，然后通过短路孔在缝隙的边缘与另一片渐变槽线贴片连接。延迟线位于两个渐变槽线辐射贴片的介质基板背面的区域内。在每个渐变槽线福射贴片的介质基板背面分布有多条延迟线，延迟线的形状为直线或者发夹形，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。延迟线的一端通过金属化的过孔与天线的辐射末端连接，延迟线的另一端开路。延迟线构成附加的电流通路。脉冲信号首先从渐变槽线脉冲天线的馈电端加入，经过微带馈线，微带到槽线的过渡段，传播到槽线上。再经过槽线传播到辐射段，边传播边辐射至天线的辐射末端。在天线的辐射末端，延迟线为未辐射的剩余脉冲能量的电流提供了附加电流通路，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。剩余脉冲能量经金属化的过孔进入延迟线。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，只有到延迟线的末端，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。多条延迟线使渐变槽线脉冲天线辐射末端的剩余脉冲能量能尽量多地进入电流通路，从而可以对拖尾脉冲进行更有效地延迟。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。另外延迟线开路也使得延迟线不需要跨越贴片之间的缝隙，避免影响天线辐射贴片的正常辐射。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，该延迟线渐变槽线脉冲天线由渐变槽线辐射贴片1、介质基板2、微带馈线3和延迟线4组成，其中渐变槽线辐射贴片1和微带馈线3的导带5、延迟线4分别位于同一介质基板2的两侧。两片渐变槽线辐射贴片1之间缝隙的边缘张开形成喇叭形的开口，辐射贴片1末端开口最大的位置，也是天线的辐射末端6 ；与辐射末端6相反的方向尽头一段，两片渐变槽线辐射贴片1之间缝隙的边缘平行，形成槽线7，槽线7与辐射末端6之间贴片缝隙宽度变化的一段为天线的辐射段；槽线7的一端是开路，槽线7的另一端接天线的辐射段；微带馈线3的接地面就是一片渐变槽线辐射贴片1，微带馈线3的一端是天线的馈电端8，微带馈线3的另一端是微带到槽线的过渡段9 ；微带到槽线的过渡段9靠近槽线 7的开路端，在微带到槽线的过渡段9，微带馈线的导带5在槽线7的介质基板2上方跨过缝隙，然后通过短路孔10在缝隙的边缘与另一片渐变槽线贴片1连接。延迟线4位于两个渐变槽线辐射贴片1所对应的介质基板2背面的区域内，在每个渐变槽线辐射贴片1所对的介质基板2背面分布有多条延迟线4，这些延迟线4的一端通过金属化过孔11与天线的辐射末端6连接，另一端是开路。延迟线4可以为发夹状导线，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。 短路孔10或金属化过孔11可以为金属柱或空心金属化过孔。延迟线4构成附加的电流通路。在制造上，该延迟线渐变槽线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。该延迟线渐变槽线脉冲天线由渐变槽线辐射贴片1、介质基板2、微带馈线3和延迟线4所组成，其中渐变槽线辐射贴片1由导电性能良好的导体材料构成，位于介质基板2的同一表面，介质基板2要使用损耗尽可能低的介质材料。延迟线4 制作在介质基板2的另一侧。延迟线4印制或蚀刻或粘附在介质基板2上，亦可悬浮在空气中，其长度足够长，以保证脉冲能量在延迟线4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。因此延迟线4可以制作为发夹状导线以保证延迟线4足够长。根据以上所述，便可实现本实用新型。
权利要求1.一种延迟线渐变槽线脉冲天线，其特征在于该天线包括一对渐变槽线辐射贴片 (1)、介质基板(2)、微带馈线(3)和延迟线(4);两个渐变槽线辐射贴片(1)对称的位于介质基板(2)同一面，微带馈线的导带(5)和延迟线(4)在介质基板(2)的另一面；两个渐变槽线辐射贴片(1)之间缝隙的边缘张开形成喇叭形开口，渐变槽线辐射贴片(1)末端开口最大位置是天线辐射末端(6)，与喇叭形开口相对的另一端是槽线(7)开路端；微带馈线(2) 的外端是天线的馈电端(8)，内端先是微带馈线到槽线的过渡段(9)，然后在末端由短路孔 (10)将微带馈线的导带(5)与另一面的渐变槽线辐射贴片(1)连接；延迟线(4)位于两个渐变槽线辐射贴片(1)所包含的介质基板(2)背面的区域内，每一条延迟线(4)的外端经过金属化过孔(11)与背面的天线辐射末端(6)连接，内端开路。
2.根据权利要求1所述的延迟线渐变槽线脉冲天线，其特征在于所述的微带馈线(3) 到槽线(7)的微带到槽线的过渡段(9)靠近槽线(7)的开路端。
3.根据权利要求1或2所述的延迟线电阻加载渐变槽线脉冲天线，其特征在于延迟线 (4)印制、蚀刻或者放置在介质基板(2)上，或悬浮在介质基板(2)上面的空气中。
4.根据权利要求1所述的延迟线渐变槽线脉冲天线，其特征在于天线的辐射末端(6) 由稠密分布的金属化过孔(11)与延迟线(4)末端相接，使渐变槽线脉冲天线辐射末端(6) 的剩余脉冲能量能尽量多地进入电流通路。
5.根据权利要求1或2所述的延迟线渐变槽线脉冲天线，其特征在于延迟线(4)的形状为来回折返排列的直线或者发夹形，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。
6.根据权利要求1或2所述的延迟线渐变槽线脉冲天线，其特征在于所述的延迟线 (4)有多条，经金属化过孔(11)与天线的辐射末端(6)相连接。
专利摘要本实用新型是一种延迟线渐变槽线脉冲天线，尤其是一种延迟线加载脉冲天线。该天线由渐变槽线辐射贴片(1)、介质基板(2)、微带馈线(3)和多条延迟线(4)组成，其中两个辐射贴片(1)之间缝隙的边缘张开形成喇叭形的开口；辐射贴片(1)末端开口最大的位置是天线的辐射末端(6)，缝隙开口的另一端是槽线(7)开路端；微带(3)的一端是馈电端(8)，另一端是微带到槽线的过渡段(9)；延迟线(4)位于两块辐射贴片(1)的基板(2)背面区域，每个区域的延迟线(4)的一端通过金属化过孔(11)与辐射末端(7)连接，另一端开路。该天线可以延迟拖尾脉冲的出现时间，避免拖尾脉冲对目标信号的干扰，减小对天线辐射效率的不利影响。
文档编号H01Q1/38GK202275936SQ20112033657
公开日2012年6月13日 申请日期2011年9月8日 优先权日2011年9月8日
发明者李顺礼, 杨梅, 殷晓星, 赵洪新 申请人:东南大学