专利名称：异面延迟线对跖维瓦尔第脉冲天线的制作方法
技术领域：
本实用新型专利涉及一种脉冲天线，尤其是一种异面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影响。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影响。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应用。对于脉冲天线，常用的降低拖尾脉冲幅度的方法是电阻加载法。但常用的电阻加载法其加载电阻位于天线的输入端和辐射末端之间，加载电阻要吸收天线中将要辐射的脉冲能量。因此常见的电阻加载使得对跖维瓦尔第天线的辐射效率降低。
发明内容技术问题
本实用新型的目的是提出一种异面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。技术方案本实用新型的异面延迟线电阻加载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，两个对跖辐射贴片分别位于介质基板两面，两个贴片相对的两个边缘张开形成喇叭形开口，对跖辐射贴片末端开口最大处是天线辐射末端；与开口相反的另一方向为天线的传输段；微带馈线一端是天线馈电端，另一端从侧边与天线传输段连接；每个对跖辐射贴片在其介质基板背面都分别有数条延迟线；延迟线一端经金属化过孔与辐射末端连接，另一端开路。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。天线的传输段的一端与天线的辐射段相连，另一端与微带馈线连接。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，延迟线的长度方向与天线的主辐射方向平行。延迟线的位置不对天线在主辐射方向的辐射形成遮挡。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；两个对跖辐射贴片的相对的两个边缘先是平行、然后再张开形成喇叭形的开口，两个对跖辐射贴片末端开口最大处，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
3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，微带馈线的导带一端从侧边与同一面的一片对跖辐射贴片的边缘相接，而在介质基板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天线的传输段相连，微带馈线的另一端是天线的馈电端； 每个对跖辐射贴片在其介质基板的背面都分别有多个延迟线，延迟线的一端通过金属化过孔与天线的辐射末端连接，延长线的另一端是开路，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。延迟线的形状是直线，或发夹形以便在小尺寸天线条件下，延迟线具有足够的长度，延迟线的长度方向与天线的主辐射方向平行。延迟线构成附加的电流通路。脉冲信号首先从对跖维瓦尔第天线的馈电端输入， 然后经微带馈线到天线的传输段，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至天线的辐射末端；在天线的辐射末端，延迟线为剩余脉冲能量的电流提供了附加电流通路，未辐射的剩余脉冲能量经金属化的过孔进入延迟线，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；由于延迟线大部分线段的方向与对跖维瓦尔第天线的主辐射方向平行，因此携带剩余脉冲能量的电流在延迟线上朝主辐射方向辐射的能量很少。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。 而且延迟线在其占据的空间内不对对跖维瓦尔第天线在主辐射方向上的能量辐射产生影响。多条延迟线可以使对跖维瓦尔第天线辐射末端的剩余脉冲能量尽量多地进入延迟线，可以对拖尾脉冲进行延迟，更有效的减小拖尾脉冲的影响。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远离对跖维瓦尔第天线辐射贴片之间的缝隙，避免影响对跖维瓦尔第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和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，对对跖维瓦尔第天线进行了延迟线加载，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是本实用新型天线下层的结构示意图。图2是本实用新型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，对跖辐射贴片的边缘5， 辐射末端6，传输段7，辐射段8，微带馈线的导带9，对跖维瓦尔第天线的馈电端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该异面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两个边缘张开形成喇叭形的开口，两个对跖辐射贴片末端开口最大处，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，微带馈线的导带一端从侧边与同一面的一片对跖辐射贴片的边缘相接，而在介质基板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天线的传输段相连，微带馈线的另一端是天线的馈电端；每个对跖辐射贴片在其介质基板的背面都分别有数条延迟线，延迟线的一端通过金属化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；延迟线的形状是直线， 或发夹形以便在小尺寸天线条件下，延迟线具有足够的长度；延迟线构成附加的电流通路。 脉冲信号首先从对跖维瓦尔第天线的馈电端输入，然后经微带馈线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至天线的辐射末端；在天线的辐射末端，延迟线为剩余脉冲能量的电流提供了附加电流通路，未辐射的剩余脉冲能量经金属化的过孔进入延迟线，避免了因天线辐射末端的反射引起的拖尾脉冲。由于延迟线大部分线段的方向与对跖维瓦尔第天线的主辐射方向平行，因此携带剩余脉冲能量的电流在延迟线上朝主辐射方向辐射的能量很少。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。 而且延迟线在其占据的空间内不对对跖维瓦尔第天线在主辐射方向上的能量辐射产生影响。多条延迟线可以使对跖维瓦尔第天线辐射末端的剩余脉冲能量尽量多地进入延迟线， 可以对拖尾脉冲进行延迟，更有效的减小拖尾脉冲的影响。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远离对跖维瓦尔第天线辐射贴片之间的缝隙，避免影响对跖维瓦尔第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和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，该异面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相对的两个边缘5张开形成喇叭形的开口，对跖辐射贴片1末端开口最大处，是天线的辐射末端6 ；与辐射末端6相反的方向尽头一段，两片对跖辐射贴片1的边缘5平行，这一段为天线的传输段7，传输段7与辐射末端6之间贴片边缘5张口变化的一段为天线的辐射段8 ；在传输段7，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，其边缘5平行，因此天线的传输段7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8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9的一端从侧边与同一面的一片对跖辐射贴片1的边缘5相接，而在介质基板4另一面的一片对跖辐射贴片1则作为为微带馈线2的接地面，因此微带馈线2—端从天线的侧边与天线的传输段7相连，微带馈线的另一端就是天线的馈电端10; 每个对跖辐射贴片1在其介质基板4的背面都分别数条延迟线3，延迟线3的一端通过金属化过孔11与天线的辐射末端6连接，延迟线3的另一端是开路；延迟线3的形状是直线，或发夹形；金属化过孔11可以为金属柱或空心金属化过孔；延迟线3构成附加的电流通路。在制造上，该异面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采用发夹形，使得延迟线3有足够的长度，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，便可实现本实用新型。
权利要求1.一种异面延迟线电阻加载对跖维瓦尔第脉冲天线，其特征在于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，两个对跖辐射贴片(1)分别位于介质基板(4)两面，两个贴片(1)相对的两个边缘(5)张开形成喇叭形开口，对跖辐射贴片 (1)末端开口最大处是天线辐射末端(6);与开口相反的另一方向为天线的传输段(7);微带馈线(2 ) —端是天线馈电端(10 )，另一端从侧边与天线传输段(7 )连接；每个对跖辐射贴片 (1)在其介质基板(4 )背面都分别有数条延迟线(3 )；延迟线(3 ) 一端经金属化过孔(11)与辐射末端(6)连接，另一端开路。
2.根据权利要求1所述的异面延迟线电阻加载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所述的异面延迟线电阻加载对跖维瓦尔第脉冲天线，其特征在于天线的传输段(7)的一端与天线的辐射段(8)相连，另一端与微带馈线(2)连接。
4.根据权利要求1或2所述的异面延迟线电阻加载对跖维瓦尔第脉冲天线，其特征在于延迟线(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)的长度方向与天线的主辐射方向平行。
5.根据权利要求1或2所述的异面延迟线电阻加载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。
专利摘要异面延迟线对跖维瓦尔第脉冲天线涉及一种天线，尤其一种延迟线加载脉冲天线。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)构成，两块对跖辐射贴片(1)位于介质基板(4)两面，两辐射贴片(1)相对的边缘(5)张开形成喇叭形开口，辐射贴片(1)末端开口最大处是天线辐射末端(6)；开口另一方向为天线传输段(7)；微带馈线(2)一端是馈电端(10)，另一端与天线传输段(7)连接；每个对跖辐射贴片(1)在其介质基板(4)背面都有数条延迟线(3)；延迟线(3)一端经金属化过孔(11)与辐射末端(6)连接，另一端开路。该天线可延迟拖尾脉冲的出现时间。
文档编号H01Q1/36GK202308305SQ201120399738
公开日2012年7月4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