CN102394355A - 延迟线电阻加载对跖维瓦尔第脉冲天线 - Google Patents

Abstract

延迟线电阻加载对跖维瓦尔第脉冲天线涉及一种天线，尤其是电阻加载的脉冲天线。该天线由对跖辐射贴片（1）、微带馈线（2）、延迟线（3）、加载电阻（4）和介质基板（5）所构成，两块对跖辐射贴片（1）分别位于介质基板（5）的两面，两贴片（1）的边缘（11）张开形成喇叭形的开口，贴片（1）末端开口最大的位置是天线的辐射末端（6）；开口另一方向为天线的传输段（7），微带馈线（2）一端是天线的馈电端（10），另一端从侧边与天线的传输段（7）连接；在两片对跖辐射贴片（1）的辐射末端（6）都连接有延迟线（3），加载电阻（4）分布在延迟线（3）上。该天线不仅可以有效降低拖尾脉冲幅度，而且对辐射效率的影响小。

Description

延迟线电阻加载对跖维瓦尔第脉冲天线

技术领域

本发明专利涉及一种脉冲天线，尤其是一种延迟线电阻加载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幅度。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幅度。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。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。但常见的电阻加载使得对跖维瓦尔第天线的辐射效率比较低。

发明内容

技术问题: 本发明的目的是提出一种延迟线电阻加载对跖维瓦尔第脉冲天线，该天线的加载电阻不仅可以有效降低拖尾脉冲幅度，而且其对对跖维瓦尔第天线辐射效率的影响也比较小。

技术方案：本发明的延迟线电阻加载对跖维瓦尔第脉冲天线包括对跖辐射贴片、微带馈线、延迟线、加载电阻和介质基板，两块对跖辐射贴片分别位于介质基板的两面，两个对跖辐射贴片的边缘张开形成喇叭形的开口，开口的末端是天线的辐射末端；与开口相反的另一方向为天线的传输段，微带馈线的导带与同一面的一片对跖辐射贴片的边缘相接，另一面的一片辐射贴片则为微带馈线的接地面，在两片对跖辐射贴片的辐射末端都连接有延迟线，加载电阻分布在延迟线上，延迟线的末端为开路结构。

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。

延迟线的位置不对天线在主辐射方向的辐射形成遮挡。

延迟线的形状为来回折返排列的直线或者发夹形，其长度大于天线最高工作波长的一半，导线的长度方向与天线的主辐射方向平行。

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。

加载电阻是集中参数形式的电阻或者用延迟线本身的电阻实现。

加载电阻分布在延迟线的一个小段或数个小段的延迟线上，或在一个小段延迟线上接有多个加载电阻。

加载电阻，通过改变其沿延迟线的分布方式或通过控制加载电阻的总的阻值，改变脉冲信号中拖尾脉冲的幅度。

延迟线上存在若干不连续处，由加载电阻将其相连接，构成延迟线电阻加载的附加电流通路。脉冲信号从天线馈电端经微带馈线输入，然后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。在辐射末端，延迟线为对跖维瓦尔第天线中未辐射的脉冲信号的能量提供了附加的电流通路，使得在对跖维瓦尔第天线末端的携带剩余脉冲能量的电流沿附加的电流通路运动；未辐射的剩余脉冲能量经金属化的过孔进入电阻加载的延迟线，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；延迟线上的加载电阻消耗延迟线上剩余的脉冲能量，从而可以减少脉冲信号中拖尾脉冲的幅度，由于延迟线大部分线段方向与天线的主辐射方向一致，因此延迟线上朝主辐射方向辐射的能量很少，而且延迟线在其所占据的空间并不阻挡对跖维瓦尔第天线主辐射方向的能量辐射。同时由于加载电阻在延迟线上，因而不吸收辐射贴片上主辐射脉冲的能量，因此该技术方案可以减小加载电阻对对跖维瓦尔第天线辐射效率的不利影响。调整加载电阻的阻值之和、调整加载电阻的阻值在延迟线上的分布方式和延迟线的长度等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，对对跖维瓦尔第天线进行了带延迟线的电阻加载，可以有效降低辐射波形中拖尾脉冲的幅度，同时可以减小加载电阻对对跖维瓦尔第天线辐射效率的不利影响。

附图说明

图1是本发明天线下层的结构示意图。

图2是本发明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，加载电阻4，介质基板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，对跖辐射贴片的边缘11，延迟线的末端12。

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。

本发明所采用的技术方案是：该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、加载电阻和介质基板所构成，其中对跖辐射贴片、微带馈线、延迟线和加载电阻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边缘张开形成喇叭形的开口，辐射贴片末端开口最大的位置，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，微带馈线的导带与同一面的一片对跖辐射贴片的边缘相接，而另一面的一片对跖辐射贴片则同时为微带馈线的接地面，因此微带馈线的一端从侧边与对跖辐射贴片相连，微带馈线的另一端是天线的馈电端；在两片对跖辐射贴片的辐射末端都接有延迟线，延迟线呈发夹形分布，延迟线的末端开路，延迟线的长度大于天线最大工作波长的一半以上,加载电阻分布在延迟线上。延迟线与其上分布的加载电阻构成一条电流通路。脉冲信号从天线馈电端经微带馈线输入，然后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。在辐射末端，延迟线为对跖维瓦尔第天线中未辐射的脉冲信号的能量提供了附加的电流通路，使得在对跖维瓦尔第天线末端的携带剩余脉冲能量的电流沿附加的电流通路运动；未辐射的剩余脉冲能量经金属化的过孔进入电阻加载的延迟线，避免了因天线辐射末端的反射引起的拖尾脉冲；延迟线上的加载电阻消耗延迟线上剩余的脉冲能量，从而可以减少脉冲信号中拖尾脉冲的幅度，由于延迟线大部分线段方向与天线的主辐射方向一致，因此延迟线上朝主辐射方向辐射的能量很少，而且延迟线在其所占据的空间并不阻挡对跖维瓦尔第天线主辐射方向的能量辐射。同时由于加载电阻在延迟线上，因而不吸收辐射贴片上主辐射脉冲的能量，这样就可以减小加载电阻对对跖维瓦尔第天线辐射效率的不利影响。加载电阻可以是以集中参数形式的电阻或者是以分布参数形式的电阻。通过改变延迟线上加载电阻的阻值即可改变延迟线产生的脉冲信号中拖尾脉冲的幅度，另外通过改变加载电阻的阻值沿延迟线的分布方式也可改变延迟线产生的脉冲信号中拖尾脉冲的幅度。

在结构上，该延迟线电阻加载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、加载电阻4和介质基板5所构成，其中对跖辐射贴片1、微带馈线2、延迟线3和加载电阻4都在同一块介质基板5上。两个对跖辐射贴片1都是金属贴片，分别位于介质基板5的两面，隔着介质基板5两个对跖辐射贴片1只有少部分的区域相重叠；两个对跖辐射贴片的边缘11张开形成喇叭形的开口，对跖辐射贴片1末端开口最大的位置即天线的辐射末端6；与辐射末端6相反的方向尽头一段，两片对跖辐射贴片的边缘11平行，这一段为天线的传输段7，传输段7与辐射末端6之间对跖辐射贴片的边缘11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5，上下两片对跖辐射贴片1有一部分是重叠的，其对跖辐射贴片的边缘11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与同一面的一片对跖辐射贴片1的边缘相接，而另一面的一片对跖辐射贴片1则同时作为为微带馈线2的接地面，因此微带馈线2一端从侧边与对跖辐射贴片1相连，微带馈线的另一端就是对跖维瓦尔第天线的馈电端10；在天线的辐射末端6都接有延迟线3，延迟线3的末端12开路，延迟线3呈发夹形分布，延迟线3的长度通常大于天线最大工作波长的一半或更多；加载电阻4分布在延迟线3上，加载电阻4可以有两种形式实现，一种是分布参数形式的电阻，延迟线3本身是损耗传输线，加载电阻4由传输线的损耗提供；另一种是集中参数形式的电阻，加载电阻4依次接在发夹形延迟线3的一个个小段上。每一个小段延迟线3上可以连接一个或数个加载电阻4；或者几个小段中只有一个小段连接一个或数个加载电阻4。前面几个小段延迟线3上也可以不连接加载电阻4，而在其之后的小段延迟线3上连接加载电阻4。延迟线3与分布在其导线上的加载电阻4形成电流通路。

在制造上：该延迟线电阻加载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5要使用损耗尽可能低的介质材料。延迟线3采用发夹形以使得延迟线3有足够的长度；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。加载电阻4可以是表面贴装电阻或者带引线的电阻，也可以用电阻比较大的导线作为延迟线3，这时可少用或者不用加载电阻4，延迟线3本身的导线电阻就代替了加载电阻4的作用。

根据以上所述，便可实现本发明。

Claims (8)

1.一种延迟线电阻加载对跖维瓦尔第脉冲天线，其特征在于该天线包括对跖辐射贴片（1）、微带馈线（2）、延迟线（3）、加载电阻（4）和介质基板（5），两块对跖辐射贴片（1）分别位于介质基板（5）的两面，两个对跖辐射贴片（1）的边缘（11）张开形成喇叭形的开口，开口的末端是天线的辐射末端（6）；与开口相反的另一方向为天线的传输段（7），微带馈线（2）的导带（9）与同一面的一片对跖辐射贴片（1）的边缘相接，另一面的一片辐射贴片（1）则为微带馈线（2）的接地面，在两片对跖辐射贴片（1）的辐射末端（6）都连接有延迟线（3），加载电阻（4）分布在延迟线（3）上，延迟线的末端（12）为开路结构。

2.根据权利要求1所述的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（5）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或2所述的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。

4.根据权利要求1或2所述的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）的形状为来回折返排列的直线或者发夹形，其长度大于天线最高工作波长的一半，导线的长度方向与天线的主辐射方向平行。

5.根据权利要求1所述的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。

6.根据权利要求1或2所述的延迟线电阻加载对跖维瓦尔第脉冲天线，其特征在于加载电阻（4）是集中参数形式的电阻或者用延迟线（3）本身的电阻实现。

7.根据权利要求1或6所述的延迟线电阻加载对跖维瓦尔第脉冲天线，其特征在于加载电阻（4）分布在延迟线（3）的一个小段或数个小段的延迟线（3）上，或在一个小段延迟线（3）上接有多个加载电阻（4）。

8.根据权利要求7所述的延迟线电阻加载对跖维瓦尔第脉冲天线，其特征在于加载电阻（4），通过改变其沿延迟线（3）的分布方式或通过控制加载电阻（4）的总的阻值，改变脉冲信号中拖尾脉冲的幅度。

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