专利名称:八毫米介质集成天线的制作方法
本发明属于毫米波定向发射接收装置。
本发明是一种把准光技术引用到毫米波技术领域：
中来的毫米波介质天线。目前以倒置介质带状波导为基体的周期介质光栅结构与其他结构相比，在体积重量和电性能上已有改进，参见“第十次欧洲微波会议论文集”1980年第474页～479页凯诺斯(Kenneth)等编著的“远红外与毫米波”第四卷毫米波系统1981年“IEEE.微波理论与技术”1977年12期第1134页～1137页。
本发明的目的在于进一步缩小八毫米波介质集成天线的尺寸，提高天线的技术性能。
实现本发明的技术途径是首先解决金属波导到介质波导的过渡问题，以提高馈电激励的效率。由金属波导输入的能量先过渡到介质带过渡段，经过一定的介质带长度后再过渡到锥形介质渐变段导波层上去。这样的两次过渡又是在一个扇形激励喇叭过渡段里完成的。介质带过渡段的长度以及伸进金属波导的深度，介质带的长度和离锥形介质渐变段的距离；金属喇叭的尺寸和张角及介质渐变段和介质带过渡段尖劈角度等都要严格确定，而且它们有最佳的尺寸配合。其次，需要解决在天线的光栅区实现接近100％的表面波对辐射波的能量变换。合适的介质导波层宽度及厚度，合适的介质光栅带宽度、厚度、槽宽、槽深以及辅助调整馈电激励端的相互位置，保证介质导波层和介质光栅带之间，介质光栅带和接地板之间的严密接触，就可以实现理想的能量变换。在介质导波层上装有一对金属反射板〔4〕，又充分利用了辐射波能量，提高了天线增益。在介质导波层终端的渐变段上以及在喇叭过渡段的上表面上贴有石墨层，旁瓣电平等将大为改善。
使用本发明的装置能实现90％以上的激励效率和1.2以下的输入驻波比，接近于100％的能量变换，有较高的增益，低的旁瓣电平，小的天线尺寸。
图1为八毫米介质集成天线的正视图；图2为俯视图；图3为侧视图。
实施例八毫米介质集成天线由熔融石英片导波层(2)和聚四氟乙烯介质光栅带(1)与金属接地板(3)组成。用螺钉把石英片和接地板固定在一起並把介质光栅带紧压于其间。这样构成一个平面结构形式的天线整体。便于与其他毫米波介质集成部件直接连接使用，形成一个全集成的毫米波系统前端。该天线的石英片用作电磁表面波的导波层，聚四氟乙烯介质光栅带主要起扰动作用应有最大的辐射扰动。天线的各个几何尺寸是介质光栅带宽度16～28mm，厚度1.6～2.8mm，光栅矩形槽周期2.4～4.6mm， 槽宽1.0～2.8mm，槽深1.0～2.3mm；石英片宽度50～60mm，厚度1.3～3.0mm；天线有效长度100～160mm；金属反射板高度30mm，倾斜于垂直面角度都为10°～42°，长度100～160mm，反射板底边离介质光栅带边缘2～12mm；介质光栅带的一端延伸一段不开槽介质带(6)长度为4λ0(λ0为自由空间波长)，锥形渐变介质带过渡段(5)长度为5λ0；石英片两端的锥形石英渐变段(9)长度为25mm；金属喇叭过渡段(7)长度为5.0～6.0λ0，口径宽度为5λ0，口径高度为0.8～1.5λ0，向上一面的倾斜角为2～15°。另外在石英片终端锥形石英渐变段上以及喇叭过渡段上表面皆贴有石墨塑料(8)。按照上述实施例，八毫米介质集成天线可达到的技术性能指标是1、E面半功率点波束宽度(2θE.3db)4.5°±0.5°2、H面半功率点波束宽度(2θH.3db)11°±0.5°3、输入电压驻波比(VSWR)＜1.24、旁瓣电平 (SL)－20db±0.5db5、增 益 (G)26.2db±0.5db6、交叉线极化 (CLP)＜－26～－28db。
权利要求
1.一种八毫米介质集成天线以石英或聚四氟乙烯为介质，由介质导波层[2]介质光栅带[1]和金属接地板[3]组成，其特征在于导波层上装有一对金属反射板[4]，用机械紧配合把导波层和金属接地板固定在一起，並把介质光栅带紧压于其间，介质光栅带和导波层的一侧装有金属喇叭过渡段[7]。
2.按照权利要求
1所述的天线其特征在于所说的介质光栅带的厚度为1.6～2.8mm，带上制作的矩形槽周期为2.4～4.6mm。
3.按照权利要求
1或2所述的天线其特征在于所说的介质光栅带的一端有一段长度为4λ0的介质带〔6〕和长度为5λ0的锥形渐变介质带过渡段〔5〕。
4.按照权利要求
1所述的天线，其特征在于所说的导波层两端各有一段长度为25mm的锥形介质渐变段〔9〕，其终端贴有石墨塑料〔8〕。
5.按照权利要求
1所述的天线，其特征在于所说的金属喇叭过渡段，其长度为5.0～6.0λ0，口径宽度为5λ0，口径高度为0.8～1.5λ0，上表面贴有石墨塑料〔8〕。
专利摘要
八毫米周期介质光栅结构的集成天线是一种体积小，重量轻、增益高的毫米波定向发射接收装置。它是一种把准光技术引用到毫米波技术领域：
中来的毫米波介质集成天线。该天线采用集成的平面结构，是以倒置介质带状波导为基体的微带光栅式准光漏波天线。该天线特别适合于飞行器上使用以及制导、侦察、成象、遥感等系统中使用。
文档编号H01Q13/20GK85200256SQ85200256
公开日1985年10月10日 申请日期1985年4月1日
发明者黎宗文 申请人:南京工学院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan