专利名称：双v型线性渐变槽单脉冲天线的制作方法
技术领域：
本发明的双v型线性渐变槽单脉冲天线可适用于跟踪、探测、通讯、测量、
天文观察等系统。
背景技术：
单脉冲天线是在在第二次世界大战后出现而在五、六十年代迅速发展起来的 一种精密跟踪天线。随着导弹、火箭、人造卫星和宇航技术的发展，原先采用的 顺序波束法和圆锥扫描法体制在跟踪精度和取得目标角度信息的速度方面都不 能适应新的要求。而单脉冲体制(又称为同时波束法)原则上只需要一个回波脉 冲就能获得目标的距离和全部角坐标信息，这样就大大加快了提取目标角度信息 的速度，而且其跟踪精度、抗干扰能力诸性能均优于原来的体制，因而得到广泛 的应用。线性渐变槽天线是一种常见的端辐射行波式天线，其易与平面电路集成， 而且具有窄波束、高增益、宽带宽等特点。但传统的线性渐变槽天线是无法利用 单一天线来实现单脉冲机理的。通过改进，我们提出一种新型的平面天线，使之 不仅具有线性渐变槽天线的优点，而且能适用于单脉冲天线的设计。 一般的单脉
冲天线馈源通常采用微带线、共面波导、波导等传输线来实现。对于传统平面传 输线，如微带线、共面波导等，其结构简单，制作方便，成本低，但致命的缺点 是工作于毫米波段时会产生很大的损耗。而金属波导制成的馈源性能优异，但结 构复杂、制作困难、成本高昂。本专利希望提出一种单脉冲天线，能同时具有上 述两种的传统结构的优点。
发明内容
技术问题本发明的目的是提出一种全新的平面天线——双V型线性渐变 槽单脉冲天线，采用多模基片集成波导进行馈电，构成单脉冲天线。其工作在毫 米波频段，能直接应用于集成电路设计，并具有损耗较低，体积较小，成本低，
容易大批量生产等特点。
技术方案本发明的双V型线性渐变槽单脉冲天线包括上层金属敷铜面、下 层金属敷铜面、介质基片、金属化通孔、基片集成波导卯度定向耦合器、90度 移相器、基片集成波导H面波型器、输入端口、输出端口、双V型线性渐变槽 天线、上表面三角形金属覆层、下表面三角形槽；上层金属敷铜面、下层金属敷 铜面分别位于介质基片的正反两侧，金属化通孔穿过介质基片与上层金属敷铜 面、下层金属敷铜面相连接形成基片集成波导90度定向耦合器、90度移相器、 基片集成波导H面波型器;双V型线性渐变槽天线包括上表面三角形金属覆层、 下表面三角形槽，基片集成波导H面波型器的一端接双V型线性渐变槽天线， 基片集成波导H面波型器的另一端接90度移相器，90度移相器的另一端接基片 集成波导90度定向耦合器，基片集成波导90度定向耦合器的另一端接输入端口、 输出端口。
将两个类似传统线性渐变槽天线的结构反对称的组合在一起，形成上表面具 有三角形金属覆层、下表面具有三角形槽的双V型线性渐变槽天线。通过180 度定向耦合器和H面波型器对该天线馈电。其中，由基片集成波导构成的180 度定向耦合器提供两路信号，其幅度相等，相位相等或反向。同样由基片集成波 导构成的H面波型器，可以产生多个模式，即在其内部可产生TEu)， TE加，TE30 和TE4Q等前四个模式。通过适当的宽度和长度调节，使其能在波型器的输出口 径面产生奇或偶的场分布，直接对双V型线性渐变槽天线进行馈电。奇的场分 布能使之产生和波束，偶的场分布能产生差波束，以满足单脉冲天线的需求。
有益效果本发明具有以下优点
1:)使单脉冲天线在以平面的形式工作于微波毫米波频段时，具有较高增益、 2值和较低损耗。同时与金属波导的立体结构相比，体积小、重量轻， 并且可以利用普通PCB工艺加工，成本低、精度高、重复性好，适合 大批量生产。
2:)该单脉冲天线制作于介质基片上，与有源电路集成方便。 3:)单脉冲天线的各子部分集成为一体，结构紧凑。
图1是双V型线性渐变槽单脉冲天线上表面结构示意图。
图2是双V型线性渐变槽单脉冲天线下表面结构示意图。 以上的图中有上层金属敷铜面l、下层金属敷铜面2、介质基片3、金属 化通孔4、基片集成波导90度定向耦合器51、 90度移相器52、基片集成波导H 面波型器6、输入端口7K输出端口72、双V型线性渐变槽天线8、上表面三 角形金属覆层81、下表面三角形槽82。
具体实施例方式
本发明的双V型线性渐变槽单脉冲天线包括上层金属敷铜面1、下层金属敷 铜面2、介质基片3、金属化通孔4、基片集成波导90度定向耦合器51、 90度 移相器52、基片集成波导H面波型器6、输入端口71、输出端口72、双V型线 性渐变槽天线8、上表面三角形金属覆层81、下表面三角形槽82;上层金属敷 铜面1、下层金属敷铜面2分别位于介质基片3的正反两侧，金属化通孔4穿过 介质基片3与上层金属敷铜面K下层金属敷铜面2相连接形成基片集成波导90 度定向耦合器51、 90度移相器52、基片集成波导H面波型器6;双V型线性渐 变槽天线8包括上表面三角形金属覆层81、下表面三角形槽82，基片集成波导 H面波型器6的一端接双V型线性渐变槽天线8，基片集成波导H面波型器6 的另一端接90度移相器52， 90度移相器52的另一端接基片集成波导90度定向 耦合器51,基片集成波导90度定向耦合器51的另一端接输入端口71、输出端 □ 72。
该单脉冲天线由三部分一体化组成基片集成波导180度定向耦合器、基片 集成波导H面波型器、双V型线性渐变槽天线。其中基片集成波导180度定向 耦合器由标准卯度定向耦合器51和90度移相器52组成；基片集成波导H面 波型器6的宽度允许前四个模式产生并在其内部传播;二者直接相连形成馈电系 统，对双V型线性渐变槽天线8进行馈电。从输入端口71馈电，可激励出和波 束；从输入端口72馈电，可激励出差波束。
在中心频率约36GHz处实现双V型线性渐变槽天线，利用基片集成波导180 度定向耦合器和H面波型器对该天线馈电，并测试其整体性能。基片选用RogersDuroid5880，其介质常数为2.2，厚度0.508/ww。
实例的测试结果如下
在33GHz 40GHz，两个端口的反射系数均小于-12.5dB,且互耦系数小于 國17.5dB
在36GHz时，和波束的增益为10.6dBi， E面3dB带宽为22.5°，辐射效率 可达57.5%。 E面和H面均具有较好的交叉极化性能，其交叉极化电平均低于 掘B。
在36GHz时，差波束的零深为-35dB。
权利要求
1.一种双V型线性渐变槽单脉冲天线，其特征在于该天线包括上层金属敷铜面(1)、下层金属敷铜面(2)、介质基片(3)、金属化通孔(4)、基片集成波导90度定向耦合器(51)、90度移相器(52)、基片集成波导H面波型器(6)、输入端口(71)、输出端口(72)、双V型线性渐变槽天线(8)、上表面三角形金属覆层(81)、下表面三角形槽(82)；上层金属敷铜面(1)、下层金属敷铜面(2)分别位于介质基片(3)的正反两侧，金属化通孔(4)穿过介质基片(3)与上层金属敷铜面(1)、下层金属敷铜面(2)相连接形成基片集成波导90度定向耦合器(51)、90度移相器(52)、基片集成波导H面波型器(6)；双V型线性渐变槽天线(8)包括上表面三角形金属覆层(81)、下表面三角形槽(82)，基片集成波导H面波型器(6)的一端接双V型线性渐变槽天线(8)，基片集成波导H面波型器(6)的另一端接90度移相器(52)，90度移相器(52)的另一端接基片集成波导90度定向耦合器(51)，基片集成波导90度定向耦合器(51)的另一端接输入端口(71)、输出端口(72)。
全文摘要
双V型线性渐变槽单脉冲天线可适用于跟踪、探测、通讯、测量、天文观察等系统。该天线包括上层金属敷铜面(1)、下层金属敷铜面(2)、介质基片(3)、金属化通孔(4)、基片集成波导90度定向耦合器(51)、90度移相器(52)、基片集成波导H面波型器(6)、输入端口(71)、输出端口(72)、双V型线性渐变槽天线(8)、上表面三角形金属覆层(81)、下表面三角形槽(82)；采用多模基片集成波导进行馈电，构成单脉冲天线。其工作在毫米波频段，能直接应用于集成电路设计，并具有损耗较低，体积较小，成本低，容易大批量生产等特点。
文档编号H01Q13/10GK101340021SQ20081002084
公开日2009年1月7日 申请日期2008年7月29日 优先权日2008年7月29日
发明者柯 吴, 伟 洪, 程钰间 申请人:东南大学