CN102270779B - 亚毫米波的领结脉冲加载天线 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种亚毫米波的领结脉冲加载天线，其中，脉冲辐射贴片（2）为一对位于介质基板（3）上表面、顶角相对的三角形金属片；加载贴片（4）为一对位于介质基板（3）下表面、顶角相对的三角形金属片；三角形的脉冲辐射贴片（2）与三角形的加载贴片（4）的底边长度相同，但加载贴片（4）三角形的高小于脉冲辐射贴片（2）三角形的高；在领结脉冲天线的辐射末端（7）即三角形的脉冲辐射贴片（2）与三角形的加载贴片（4）的底边经穿过介质基板（3）的金属化过孔（8）相连接；在加载贴片（4）的下侧设有耗加载基板（5）。加载贴片（4）上剩余的脉冲能量被有耗加载基板（5）逐渐吸收，从而不仅能够有效降低拖尾脉冲的幅度。

Description

亚毫米波的领结脉冲加载天线
技术领域
本发明专利涉及一种脉冲天线，尤其是一种用于亚毫米波的领结脉冲天线。
背景技术
脉冲天线辐射脉冲信号时，在天线辐射末端会有剩余的未辐射出去的脉冲电流，剩余脉冲电流在天线中沿原来的路径返回之后参与脉冲辐射，因此在天线的辐射脉冲波形中会形成拖尾脉冲。这些拖尾脉冲与来自目标的信号在时域相重叠，从而会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幅度。领结脉冲天线具有工作频带宽，制作简单等优点，是一种应用非常广泛的脉冲天线。目前，对于领结脉冲天线，常用的降低拖尾脉冲幅度的方法是电阻加载法，主要包括分布电阻加载和集中电阻加载。对于在亚毫米波段工作的领结脉冲天线，由于领结脉冲天线的尺寸在几十到几百微米之间，无论是进行电阻的分布加载或是集中加载，在加工工艺上都存在相当大的困难。另外，分布加载电阻会吸收天线中将要辐射的脉冲能量而影响天线的辐射效率，这种影响在信号功率相对比较小的亚毫米波段更加难以接受。
发明内容
技术问题: 本发明目的是提出一种亚毫米波的领结脉冲加载天线，该领结脉冲天线不仅能够降低拖尾脉冲的幅度，而且对天线辐射效率的不利影响也比较小。
技术方案：本发明的亚毫米波的领结脉冲加载天线由脉冲辐射贴片、介质基板、加载贴片、有耗加载基板构成，其中，脉冲辐射贴片为一对位于介质基板上表面、顶角相对的三角形金属片；加载贴片为一对位于介质基板下表面、顶角相对的三角形金属片；三角形的脉冲辐射贴片与三角形的加载贴片的底边长度相同，但加载贴片三角形的高小于脉冲辐射贴片三角形的高；在领结脉冲天线的辐射末端即三角形的脉冲辐射贴片与三角形的加载贴片的底边经穿过介质基板的金属化过孔相连接；在加载贴片的下侧设有耗加载基板。 
所述的金属化过孔沿领结脉冲天线的辐射末端稠密分布，即两金属化过孔之间的距离尽量小。
有耗加载基板是吸收加载贴片上剩余电流脉冲的能量的有耗介质，而对辐射贴片上电流脉冲的影响很小，有耗加载基板的大小要覆盖住整个加载贴片。
两个加载贴片4的形状是三角形、扇形或梯形。
脉冲信号首先从脉冲天线的馈电端向脉冲天线的末端传播和辐射，在脉冲天线辐射末端未辐射的剩余脉冲信号经金属化过孔进入加载贴片，剩余脉冲信号沿着加载贴片继续传播，在传播过程中其能量逐渐被有耗加载基板所吸收，不会产生有效辐射，因此能显著降低拖尾脉冲的幅度。由于有耗加载基板不吸收脉冲辐射贴片的脉冲电流，对天线的辐射效率的不利影响将降低。因为加载贴片比脉冲辐射贴片要小，由于脉冲辐射贴片的阻挡作用，加载贴片不会在脉冲辐射贴片一侧产生有效辐射，因此对天线辐射效率的不利影响较小。改变介质基板的厚度和加载贴片的形状和大小都可以改变脉冲信号中拖尾脉冲的幅度。
有益效果：本发明的有益效果是，采用有耗加载基板对带有加载贴片的亚毫米波领结脉冲天线进行加载，降低了辐射波形中拖尾脉冲的幅度，同时减小了阻性加载对脉冲天线辐射效率的不利影响。
附图说明
图1是本发明的结构俯视图。
图2是本发明结构的侧视图。
图中有领结脉冲加载天线1，脉冲辐射贴片2，介质基板3，加载贴片4，有耗加载基板5，领结脉冲天线的馈电端6，领结脉冲天线的辐射末端7，金属化过孔8。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
亚毫米波的领结脉冲加载天线由脉冲辐射贴片、介质基板、加载贴片、有耗加载基板所组成，其中脉冲辐射贴片和加载贴片分别位于介质基板的两侧，加载贴片的一侧是介质基板，另一侧是有耗加载基板。领结脉冲天线包含领结脉冲天线馈电端和辐射末端，在领结脉冲天线的辐射末端制作有稠密分布的若干个金属化过孔，金属化过孔连接领结脉冲天线和加载贴片。脉冲辐射贴片可以是三角形或扇形等，加载贴片比脉冲辐射贴片略小，可以是三角形、扇形或者梯形等。脉冲信号首先从领结脉冲天线馈电端向领结脉冲天线的辐射末端传播，在传播过程中形成有效辐射。在领结脉冲天线辐射末端没有辐射出去的剩余脉冲信号经金属化过孔进入加载贴片，剩余脉冲信号沿着加载贴片继续传播，在传播过程中剩余脉冲信号能量逐渐被有耗加载基板所吸收，产生的辐射很小，因此能够有效降低拖尾脉冲的幅度。由于有耗加载基板不吸收在辐射末端之前能够辐射出去的脉冲电流，从而对天线的辐射效率的不利影响将降低。加载贴片比脉冲辐射贴片略小，由于脉冲辐射贴片的阻挡作用，加载贴片所产生的辐射不会影响脉冲辐射贴片所产生的有效辐射。改变介质基板的厚度、有耗加载基板的特性和加载贴片的形状与大小都可以改变脉冲信号中拖尾脉冲的幅度。
在结构上，该领结脉冲天线1由脉冲辐射贴片2、介质基板3、加载贴片4、有耗加载基板5构成，其中，脉冲辐射贴片2为一对位于介质基板3上表面、顶角相对的三角形金属片；加载贴片4为一对位于介质基板3下表面、顶角相对的三角形金属片；三角形的脉冲辐射贴片2与三角形的加载贴片4的底边长度相同，但加载贴片4三角形的高小于脉冲辐射贴片2三角形的高；在领结脉冲天线的辐射末端7即三角形的脉冲辐射贴片2与三角形的加载贴片4的底边经穿过介质基板3的金属化过孔8相连接；在加载贴片4的下侧设有耗加载基板5。两个加载贴片4的形状是三角形、扇形或梯形。
加载贴片4的尺寸要小于脉冲辐射贴片2的尺寸，以使得加载贴片4朝着辐射贴片2方向上的辐射可以被辐射贴片2有效的遮挡。
在制造上，该亚毫米波的领结脉冲天线1的制造工艺可以采用半导体工艺、陶瓷工艺、激光工艺或高精度印刷电路工艺。脉冲辐射贴片2由导电性能好的导体材料构成,加载贴片4也使用导电材料构成,但其导电性能不必很高,其导电率可以低于辐射贴片2的导电率。介质基板3要使用损耗尽可能低的介质材料，而有耗加载基板5要使用损耗相对高一些的介质材料，以使其可以有效的吸收加载贴片4上电流的能量。加载贴片4的一侧是介质基板3，另一侧是有耗加载基板5，加载贴片4的尺寸比脉冲辐射贴片2要小，使得加载天线4的朝辐射贴片2方向的辐射可以被辐射贴片2有效的遮挡，加载贴片4的形状为三角形、梯形或者扇形等。有耗加载基板5要覆盖整个加载贴片4，其厚度要保证可以有效吸收加载贴片4上剩余电流的能量。辐射贴片2与加载贴片4在辐射末端7处要有良好的电气连接，如果采用金属化过孔8，则要求过孔8的排列密集，相邻过孔8之间的间距要不大于天线工作波长的八分之一；也可以采用垂直金属片连接辐射贴片和加载贴片。
根据以上所述，便可实现本发明。 

Claims (4)

1.一种亚毫米波的领结脉冲加载天线，其特征在于该领结脉冲天线（1）由脉冲辐射贴片（2）、介质基板（3）、加载贴片（4）、有耗加载基板（5）构成，其中，脉冲辐射贴片（2）为一对位于介质基板（3）上表面、顶角相对的三角形金属片；加载贴片（4）为一对位于介质基板（3）下表面、顶角相对的三角形金属片；三角形的脉冲辐射贴片（2）与三角形的加载贴片（4）的底边长度相同，但加载贴片（4）三角形的高小于脉冲辐射贴片（2）三角形的高；在领结脉冲天线的辐射末端（7）即三角形的脉冲辐射贴片（2）与三角形的加载贴片（4）的底边经穿过介质基板（3）的金属化过孔（8）相连接；在加载贴片（4）的下侧设有耗加载基板（5）。
2.根据权利要求1所述的亚毫米波的领结脉冲加载天线，其特征在于所述的金属化过孔（8）沿领结脉冲天线的辐射末端（7）稠密分布，相邻过孔（8）之间的间距要不大于天线工作波长的八分之一。
3.根据权利要求1或2所述的亚毫米波的领结脉冲加载天线，其特征在于有耗加载基板（5）是吸收加载贴片（4）上剩余电流脉冲的能量的有耗介质，而对脉冲辐射贴片（2）上电流脉冲的影响很小，有耗加载基板（5）的大小要覆盖住整个加载贴片（4）。
4.根据权利要求1所述的亚毫米波的领结脉冲加载天线，其特征在于所述的两个加载贴片（4）的形状是扇形或梯形，加载贴片（4）的尺寸要小于脉冲辐射贴片（2）的尺寸，以使得加载贴片（4）朝着辐射贴片（2）方向上的辐射可以被辐射贴片（2）有效的遮挡。
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