一种树形天线的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种树形天线，包括两根馈电杆和三对以上的振子，每对振子为一级，三对以上的振子由上至下逐级增大；两根馈电杆的上端连接，形成人字形；每对振子分别对称安装在两根馈电杆上，每对振子结构相同，但尺寸不同。所述振子为一阶分形振子或二阶分形振子；所述分形振子包括依次连接呈水平杆状的三根分形振子臂，相邻分形振子臂的连接处设有竖直向上的分形振子臂或竖直向下的分形振子臂，分形振子臂的长度均相等；三根依次连接的分形振子臂的一端连接着一根馈电杆，另一端部连接着一阶加载金属棒。本发明大大缩小了天线的体积，解决了常规米波对数周期天线无法适合机载平台安装的问题；降低了天线的互耦，使电性能满足系统使用要求。
【专利说明】一种树形天线
【技术领域】
[0001]本发明属于用于接收或发射超宽带米波波段电磁波的对数周期天线【技术领域】，具体涉及一种小型化的超宽带天线。
【背景技术】
[0002]雷达波段的电子支援措施(ESM)是态势感知、战术情报、目标瞄准支援和威胁告警的重要传感器。通过对特定雷达辐射源进行截获、定位、分类和识别，雷达ESM能够为作战人员提供敌方电子战斗序列信息并能对敌进行有效识别，提供其方位及能力的详细情况。电子支援措施(ESM)系统是机载任务电子系统的重要组成部分，通常电子支援系统主要的作战目标是工作在2~18GHz，目前也扩展到0.5~2GHz以及18~40GHz，随着近年来地面米波雷达装备的蓬勃发展，机载米波波段的电子侦察装备的需求日趋强烈，米波波段是指电磁波波长以米为单位计量的波段，工作频段一般为IOOMHz~300MHz，众所周知天线单元的谐振长度一般为半波长或更长，也就是为了使天线能正常工作，天线的尺寸至少要大于工作频带的低频半波长，而另一方面宽角扫描阵列天线的单元间距与工作频带的高频的波长存在倒数关系，也就是扫描角度越宽，单元间距越小，而且这个倒数关系又是以工作频带的高端频率的波长计算的，综上所述，越宽的工作频带，能够适应的天线扫描宽度越窄。
[0003]作为常用的宽带阵列天线的单元，对数周期天线具有技术成熟、环境适应性好、耐功率高等优点，常规对数周期天线主要包括馈电双线(常规对数周期天线馈电杆31和常规对数周期天线馈电杆32)和辐射振子杆等，位于同一高度的辐射振子杆对称安装，如图8所示，一对常规辐射振子33与常规辐射振子34，由其设计公式(1)、(2)可知，常规的对数周期天线的结构尺寸决定于比例因子τ和间隔因子σ，以及天线的最低工作频率；
【权利要求】
1.一种树形天线，包括两根馈电杆和三对以上的振子，每对振子为一级，三对以上的振子由上至下逐级增大；两根馈电杆的上端连接，形成人字形；每对振子分别对称安装在两根馈电杆上，每对振子结构相同，但尺寸不同，其特征在于:所述振子为一阶分形振子；所述一阶分形振子包括依次连接呈水平杆状的第一一阶分形振子臂(19)、第二一阶分形振子臂(21)和第三一阶分形振子臂(23)，第一一阶分形振子臂(19) 一端和第二一阶分形振子臂(21) —端的连接处设有竖直向上的第四一阶分形振子臂(20)，第二一阶分形振子臂(21)另一端和第三一阶分形振子臂(23) —端的连接处设有竖直向下的第五一阶分形振子臂(22)，第一~第五一阶分形振子臂(19)~(23)的长度均相等；第一一阶分形振子臂(19)的另一端连接着一根馈电杆或另一根馈电杆，第三一阶分形振子臂(23)另一端部连接着一阶加载金属棒(13)。
2.根据权利要求1所述的一种树形天线，其特征在于:第一~第五一阶分形振子臂(19)~(23)的长度均为常规对数周期天线同级振子长度的1/3，长度范围为20~60mm ；一阶分形振子的有效物理长度就为常规对数周期天线同级振子长度的5/3，一阶分形振子的有效物理长度为第一~第五一阶分形振子臂(19)~(23)的长度之和；将一阶分形振子臂长度进行0.53倍缩比，这样一阶分形振子的横向长度只有常规对数周期天线同级振子长度的一半时，一阶分形振子有效物理长度与常规对数周期天线同级振子的长度相当，其中一阶分形振子的横向长度 为第一一阶分形振子臂(19)、第二一阶分形振子臂(21)和第三一阶分形振子臂(23)之和；一阶加载金属棒(13)的长度为一阶分形振子臂长度的2倍。
3.根据权利要求1所述的一种树形天线，其特征在于:包括三对以上的振子，三对以上的振子均为二阶分形振子；二阶分形振子包括依次连接呈水平状的三根一阶分形振子段；三根一阶分形振子段的结构相同、尺寸相等；三根一阶分形振子段分别为第一一阶分形振子段(24)、第二一阶分形振子段(25)和第三一阶分形振子段(26);第一一阶分形振子段(24)和第二一阶分形振子段(25)的连接处设有竖直向上的第四一阶分形振子段(27)，第二一阶分形振子段(25 )和第三一阶分形振子段(26 )的连接处设有竖直向下的第五一阶分形振子段(28)，第三一阶分形振子段(26)的外端连接着直立的二阶垂直加载金属棒的中部；所述一阶分形振子段的结构与权利要求1中所述的一阶分形振子的结构相同。
4.根据权利要求3所述的一种树形天线，其特征在于:一阶分形振子段的横向长度为常规对数周期天线同级振子长度的1/3，一阶分形振子段的各个振子臂的长度为常规对数周期天线同级振子长度的1/9，一阶分形振子段的有效物理长度是常规对数周期天线同级振子长度的5/9，二阶分形振子的有效物理长度为常规对数周期天线同级振子长度的25/9，二阶分形振子的有效物理长度为第一一阶分形振子段(24)、第二一阶分形振子段(25)、第三一阶分形振子段(26)、第四一阶分形振子段(27)和第五一阶分形振子段(28)的有效物理长度之和；将一阶分形振子段中各个振子臂的长度进行0.53倍缩比，这样二阶分形振子的横向长度为常规对数周期天线同级振子长度的一半时，二阶分形振子的有效物理长度为常规对数周期天线同级振子长度的1.38倍；二阶分形振子的横向长度为第一一阶分形振子段(24)、第二一阶分形振子段(25)和第三一阶分形振子段(26)的横向长度之和；所述二阶垂直加载金属棒的长度为一阶分形振子段横向长度的2倍；位于最下方的一对二阶分形振子的一侧二阶垂直加载金属棒上部连接着第一上水平加载金属棒(14)的一端,下部连接着第一下水平加载金属棒(15)的一端,第一上水平加载金属棒(14)和第一下水平加载金属棒(15)均呈悬臂杆状、相互平行，且另一端均分别对应着馈电杆；另一侧二阶垂直加载金属棒上部连接着第二上水平加载金属棒(16)的一端，下部连接着第二下水平加载金属棒(17)的一端，第二上水平加载金属棒(16)和第二下水平加载金属棒(17)均呈悬臂杆状、相互平行，且另一端分别对应着馈电杆；第一上水平加载金属棒(14)与第二上水平加载金属棒(16)长度相同，均为最下方的二阶分形振子的横向长度的2/9，第一下水平加载金属棒(15)和第二下水平加载金属棒(17)的长度相同，均为最下方的二阶分形振子的横向长度的4/9。
5.根据权利要求1和3所述的一种树形天线，包括两根馈电杆和十对振子；两根馈电杆的上端连接，形成人字形；每对振子分别对称设于两根馈电杆上；其特征在于:所述十对振子中第一至第六对振子为一阶分形振子，第七至第十对振子为二阶分形振子，第一至第六对一阶分形振子结构相同，但尺寸不同，且由上至下逐级增大；第七至第十对二阶分形振子结构相同，但尺寸不同，且由上至`下逐级增大。
【文档编号】H01Q1/36GK103500874SQ201310443278
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2013年9月26日 优先权日:2013年9月26日
【发明者】秦浩, 方佳, 曹锐, 臧永东 申请人:中国电子科技集团公司第三十八研究所