专利名称：延迟线电阻加载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，尤其是一种延迟线电阻加载渐变槽线脉冲天线， 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，因此在辐射波形中会形成拖尾脉冲。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，常用的降低拖尾脉冲影响的方法是电阻加载法。现有的电阻加载大部分都是分布加载，此时电阻位于天线的馈电端和辐射末端之间，加载电阻在吸收天线辐射末端的剩余脉冲能量同时也会吸收本可以辐射出去的脉冲能量，因此采用该种电阻加载会降低天线的辐射效率。同时渐变槽线脉冲天线辐射末端尺寸相对较大，末端电流分布范围较大，少量的置于馈电端和辐射末端之间的电阻加载不能有效的吸收天线末端的剩余脉冲电流，从而对拖尾脉冲不利影响的改善有限。
发明内容技术问题本实用新型目的是提出一种延迟线电阻加载渐变槽线脉冲天线，该天线可以有效降低拖尾脉冲幅度，同时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电阻加载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、延迟线和加载电阻；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、延迟线和加载电阻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；加载电阻分布在各延迟线上。所述的微带馈线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，其长度大于天线最高工作波长的一半，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。延迟线上存在若干不连续处，由加载电阻将其相连接，构成延迟线电阻加载的附加电流通路。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， 在天线的辐射末端未辐射的剩余脉冲能量经金属化的过孔进入电阻加载的延迟线，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；延迟线为剩余脉冲能量的电流提供了附加电流通路，延迟线上的加载电阻将消耗进入电流通路的剩余脉冲能量，使得拖尾脉冲幅度大大降低。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，更有效的减小拖尾脉冲的影响。由于延迟线大部分线段的方向与渐变槽线脉冲天线的主辐射方向平行，因此延迟线上朝主辐射方向辐射的能量很少。而且延迟线在其占据的空间内不对渐变槽线脉冲天线在主辐射方向上的能量辐射产生影响。同时由于加载电阻不吸收渐变槽线辐射贴片的脉冲电流，此种电阻加载方式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。调整加载电阻的阻值之和、调整加载电阻的阻值在延迟线上的分布方式、延迟线的条数、延迟线的长度等都可以改变脉冲信号中拖尾脉冲的幅度。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电阻加载，有效降低了辐射波形中拖尾脉冲的幅度，降低了加载电阻对脉冲天线辐射效率的不利影响，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，加载电阻5，微带馈线的导带6，天线的辐射末端7，槽线8，天线的馈电端9，微带到槽线的过渡段10，短路孔 11，金属化过孔12。
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电阻加载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、延迟线和加载电阻组成；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、延迟线和加载电阻位于介质基板的另一面。加载电阻在延迟线上。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
4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。在每个渐变槽线辐射贴片的介质基板背面分布有多条延迟线，每条延迟线的一端通过金属化的过孔与天线的辐射末端连接，延迟线的另一端是开路。延迟线上存在若干不连续处，由加载电阻将其相连接，构成延迟线电阻加载的附加电流通路。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，在天线的辐射末端未辐射的剩余脉冲能量经金属化过孔进入电阻加载的延迟线，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；延迟线为剩余脉冲能量的电流提供了附加电流通路，延迟线上的加载电阻将消耗进入电流通路的剩余脉冲能量，使得拖尾脉冲幅度大大降低。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，从而可以更有效地降低拖尾脉冲的影响。延迟线印制或蚀刻或粘附在介质基板上， 亦可悬浮在空气中。由于延迟线大部分线段的方向与渐变槽线脉冲天线的主辐射方向平行，因此延迟线上朝主辐射方向辐射的能量很少。而且延迟线在其占据的空间内不对渐变槽线脉冲天线在主辐射方向上的能量辐射产生影响。同时由于电阻不吸收天线辐射贴片上的脉冲电流，此种电阻加载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。调整加载电阻的阻值之和、调整加载电阻的阻值在延迟线上的分布方式、延迟线的条数、延迟线的长度等都可以改变脉冲信号中拖尾脉冲的幅度。在结构上，该延迟线电阻加载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、延迟线4和加载电阻5组成，其中渐变槽线辐射贴片1和微带馈线3的导带 6、延迟线4、加载电阻5分别位于同一介质基板2的两侧，加载电阻5分布在延迟线4上。 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7 ；与辐射末端7相反的方向尽头一段，两片渐变槽线辐射贴片之间缝隙的边缘平行，形成槽线8，槽线8与辐射末端7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9，微带馈线3的另一端是微带到槽线的过渡段10 ；过渡段10靠近槽线8的开路端，在过渡段10，微带3的导带6 在槽线8的介质基板2上方跨过缝隙，然后通过短路孔11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12与天线的辐射末端7连接，延迟线4的另一端是开路。延迟线4可以为直线导线，也可以为发夹状导线，延迟线4的长度通常大于天线最大工作波长的一半或更多。短路孔11或金属化过孔12可以为金属柱或空心金属化过孔。延迟线4上分布有加载电阻5，加载电阻5可以为分布参数形式的电阻，此时延迟线4本身是损耗传输线，加载电阻5由传输线的损耗提供；也可以为集中参数形式的电阻。延迟线4上存在若干不连续处， 由加载电阻5将其相连接。延迟线4和加载电阻5构成延迟线电阻加载的附加电流通路。在制造上，该延迟线电阻加载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。该延迟线电阻加载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、延迟线4和加载电阻5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的长度通常大于天线最大工作波长的一半或更多，因此每一条延迟线4可以为直线导线，或者制作为发夹状导线以保证延迟线足够长。延迟线4上分布有加载电阻5，加载电阻5可以是表面贴装电阻或者带引线的电阻；也可以用电阻比较大的导线作为延迟线4，这时可少用或者不用加载电阻5，延迟线4本身的导线电阻就代替了加载电阻5的作用。 根据以上所述，便可实现本实用新型。
权利要求1.一种延迟线电阻加载渐变槽线脉冲天线，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)、延迟线(4)和加载电阻(5);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(6)、延迟线(4)和加载电阻(5)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(7)，与喇叭形开口相对的另一端是槽线(8)开路端；微带馈线(2)的外端是天线的馈电端(9)，内端先是微带馈线到槽线的过渡段(10)，然后在末端由短路孔(11)将微带馈线的导带(6)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(12)与背面的天线辐射末端(7)连接，内端开路；加载电阻(5)分布在各延迟线(4)上。
2.根据权利要求1所述的延迟线电阻加载渐变槽线脉冲天线，其特征在于所述的微带馈线(3)到槽线(8)的过渡段(10)靠近槽线(8)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所述的延迟线电阻加载渐变槽线脉冲天线，其特征在于天线的辐射末端(7)由稠密分布的金属化过孔(12)与延迟线(4)末端相接，使渐变槽线脉冲天线辐射末端(7)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所述的延迟线电阻加载渐变槽线脉冲天线，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，其长度大于天线最高工作波长的一半，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所述的延迟线电阻加载渐变槽线脉冲天线，其特征在于加载电阻(5)是集中参数形式的电阻或者是以延迟线(4)本身的损耗为电阻的分布参数形式的电阻。
7.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，其特征在于所述的延迟线(4)有多条，经金属化过孔(12)与天线的辐射末端(7)相连接。
专利摘要本实用新型是一种延迟线电阻加载渐变槽线脉冲天线，尤其是一种电阻加载脉冲天线。该天线由渐变槽线辐射贴片(1)、介质基板(2)、微带馈线(3)、延迟线(4)和加载电阻(5)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(7)，缝隙开口的另一端是槽线(8)开路端；微带(3)一端是馈电端(9)，另一端是微带到槽线的过渡段(10)；延迟线(4)位于两块贴片(1)的基板(2)背面，加载电阻(5)分布在延迟线(4)上，每个区域的延迟线(4)的一端通过金属化过孔(12)与辐射末端(7)连接，另一端开路。该天线可以降低拖尾脉冲的幅度。
文档编号H01Q1/38GK202217789SQ20112033709
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月9日 优先权日2011年9月9日
发明者李顺礼, 杨梅, 殷晓星, 赵洪新 申请人:东南大学