CN202308296U - 连通树形延迟线电阻加载领结脉冲天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种连通树形延迟线电阻加载领结脉冲天线，尤其是一种电阻加载脉冲天线。该天线由领结辐射贴片（1）、介质基板（2）、树形延迟线（3）和加载电阻（4）组成；两辐射贴片（1）位于介质基板（2）的同一面，其相近一端是领结脉冲天线的馈电端（5），另一端是领结脉冲天线的辐射末端（6）；树形延迟线（3）位于两辐射贴片的介质基板背面区域，每个区域的延迟线呈树状分布，延迟线汇聚于延迟线的汇聚点（7）再经连通线（8）相连，每一枝树形延迟线（3）的另一末端经金属化过孔（9）与天线的辐射末端（6）连接，加载电阻（4）位于延迟线（3）上。该天线可以降低拖尾脉冲的幅度，展宽天线的阻抗带宽，减小对天线辐射效率的不利影响。

Description

连通树形延迟线电阻加载领结脉冲天线

技术领域

本实用新型涉及一种脉冲天线，尤其是一种连通树形延迟线电阻加载领结脉冲天线，属于脉冲天线制造的技术领域。

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，在天线辐射末端会有剩余的未辐射出去的脉冲电流，剩余脉冲电流会在天线中沿原来的路径返回，在此后的过程中继续辐射电磁能量，因此会形成拖尾脉冲。在脉冲天线用于探地雷达时,这些拖尾脉冲与来自目标的信号在时域相重叠，从而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影响。领结天线作为一种脉冲天线，具有工作频带宽，制作简单等优点。领结天线的应用非常广泛，在探地雷达中也有较多的应用，其主辐射方向为领结贴片所在平面的法向。目前，对于领结脉冲天线，常用的降低拖尾脉冲影响的方法是电阻加载法。但电阻加载会降低天线的辐射效率。另外，随着工作频率降低，天线辐射能力的下降，造成低频能量不能有效的辐射，但从天线的馈电端看，天线是开路的，天线的阻抗不匹配，低频能量反射出天线，影响发射机的工作，使得电阻加载天线的工作频率难以大幅度减低，天线的阻抗带宽难以有效的展宽。

发明内容

技术问题: 本实用新型目的是提出一种连通树形延迟线电阻加载领结脉冲天线，该天线可以有效降低拖尾脉冲幅度，同时对天线辐射效率的影响较小，而且可以有效的展宽天线的阻抗带宽。

技术方案：本实用新型的连通树形延迟线电阻加载领结脉冲天线包括一对领结辐射贴片、介质基板、树形延迟线和加载电阻；其中领结辐射贴片位于介质基板的一面，树形延迟线、加载电阻位于介质基板的另一面；加载电阻分布于树形延迟线上；两领结辐射贴片相近的内端是领结脉冲天线的馈电端，另一端是领结脉冲天线的辐射末端；树形延迟线位于两个领结辐射贴片所包含的介质基板背面的区域内，每个区域的树形延迟线呈树状，延迟线几个分枝汇聚于一个汇聚点再延伸，几组这样的分枝也可以再汇聚于另一个汇聚点，然后再延伸后和另外的延迟线汇聚，两区域的树形延迟线通过汇聚点经连通线相连，在树形延迟线的每一个分枝的末端，通过金属化过孔与天线的辐射末端连接。

所述的领结辐射贴片的形状为三角形或扇形。

树形延迟线印制、蚀刻或者放置在介质基板上，或悬浮在介质基板上面的空气中。

树形延迟线在靠近领结脉冲天线的辐射末端的一端呈树枝状的若干条导线，经金属化过孔与天线的辐射末端相连接。

两个区域树形延迟线的汇聚点之间通过连通线连通，连通线上分布有或者无加载电阻。

树形延迟线的形状为直线或者发夹形，其长度大于天线最高工作波长的一半。

加载电阻是集中参数形式的电阻或者是以延迟线本身的损耗为电阻的分布参数形式的电阻。

每一枝树形延迟线上存在若干不连续处，由加载电阻将其相连接，构成连通的树形延迟线电阻加载的电流通路。脉冲信号首先从领结脉冲天线的馈电端输入，传播至天线的辐射末端，在天线的辐射末端未辐射的剩余脉冲能量经金属化过孔进入连通的电阻加载的树形延迟线，延迟线为剩余脉冲能量的电流提供了附加电流通路，未辐射的剩余脉冲能量经金属化的过孔进入电阻加载的树形延迟线，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将消耗进入电流通路的剩余脉冲能量，使得拖尾脉冲幅度大大降低。另外从馈电端看，天线不再是开路，其加载电阻决定了天线的低频输入阻抗，选择适合的加载电阻，可以减少低频能量的反射，因此大大展宽了天线的阻抗带宽。与树形延迟线相连的稠密分布的金属化过孔使领结脉冲天线辐射末端的剩余脉冲能量可以尽量多地进入延迟线，更有效的减小拖尾脉冲的影响。由于延迟线在领结辐射贴片主辐射方向的背面，延迟线在其占据的空间内不对领结脉冲天线在主辐射方向上的能量辐射产生影响；而且由于领结贴片的遮挡作用，剩余脉冲能量在延迟线上朝主辐射方向辐射的能量很少。同时由于加载电阻不吸收领结辐射贴片的脉冲电流，此种电阻加载方式对天线辐射效率的不利影响也较小。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、过孔的稠密度、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：本实用新型的有益效果是，对领结脉冲天线进行了带连通树形延迟线的电阻加载，有效降低了辐射波形中拖尾脉冲的幅度，展宽了天线的阻抗带宽，降低了加载电阻对脉冲天线辐射效率的不利影响。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中有：领结辐射贴片1，介质基板2，树形延迟线3，加载电阻4，天线的馈电端5，天线的辐射末端6，延迟线的汇聚点7，连通线8，金属化过孔9。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

本实用新型所采用的技术方案是：连通树形延迟线电阻加载领结脉冲天线由领结辐射贴片、介质基板、树形延迟线和加载电阻所组成，其中领结辐射贴片位于介质基板一侧，树形延迟线和分布于其上的加载电阻位于介质基板的另一侧。两个领结辐射贴片形状为三角形或扇形，位于介质基板的同一表面，两个领结辐射贴片相近的一端是领结脉冲天线的馈电端，另一端是领结脉冲天线的辐射末端。两枝或多枝的连通的树形延迟线位于两个领结辐射贴片所包含的介质基板背面的区域内，这样使得延迟线在天线主辐射方向上的辐射被领结辐射贴片遮挡，从而不对天线的辐射产生影响。在每个领结辐射贴片的介质基板背面分布有一枝或多枝树形延迟线，这些树形延迟线呈树状，延迟线几个分枝汇聚于一个汇聚点再延伸，几组这样的分枝也可以再汇聚于另一个汇聚点，然后再延伸后和另外的延迟线汇聚，两区域的树形延迟线通过延迟线的汇聚点经连通线相连，每一枝树形延迟线在其另一方向末端呈树枝状，通过金属化的过孔分别与天线的辐射末端连接，金属化过孔稠密均匀分布，若干个为一组与一枝树形延迟线的树形辐射导线一一相连。每一枝树形延迟线上存在若干不连续处，由加载电阻将其相连接，构成连通的树形延迟线电阻加载的电流通路。脉冲信号首先从领结脉冲天线的馈电端加入，传播至天线的辐射末端，在天线的辐射末端未辐射的剩余脉冲能量经金属化过孔进入连通的电阻加载的树形延迟线，延迟线为剩余脉冲能量的电流提供了附加电流通路，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将消耗进入电流通路的剩余脉冲能量，使得拖尾脉冲幅度大大降低。另外从馈电端看，天线不再是开路，其加载电阻决定了天线的低频输入阻抗，选择适合的加载电阻，可以减少低频能量的反射，因此大大展宽了天线的阻抗带宽。与树形延迟线相连的稠密分布的金属化过孔使领结脉冲天线辐射末端的剩余脉冲能量能尽量多地进入电流通路，从而可以更有效地降低拖尾脉冲的影响。连通的树形延迟线印制或蚀刻或粘附在介质基板上，亦可悬浮在空气中。由于延迟线在领结辐射贴片主辐射方向的背面，延迟线在其占据的空间内不对领结脉冲天线在主辐射方向上的能量辐射产生影响；而且由于领结贴片的遮挡作用，剩余脉冲能量在延迟线上朝主辐射方向辐射的能量很少。同时由于电阻不吸收辐射的脉冲电流，此种电阻加载对天线辐射效率的不利影响也较小。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、过孔的稠密度、延迟线的长度等都可以改变脉冲信号中拖尾脉冲的幅度。

在结构上，该连通树形延迟线电阻加载领结脉冲天线由领结辐射贴片1、介质基板2、树形延迟线3和加载电阻4组成，其中领结辐射贴片1和树形延迟线3、加载电阻4分别位于同一介质基板2的两侧，加载电阻4分布在树形延迟线3上。领结辐射贴片1的一端为领结脉冲天线的馈电端5，另一端为领结脉冲天线的辐射末端6。两枝或多枝的连通的树形延迟线3位于两个领结辐射贴片1所对应的介质基板2背面的区域内，在每个领结辐射贴片1所对的介质基板2背面分布有一枝或多枝树形延迟线3，这些树形延迟线3呈树状，延迟线几个分枝汇聚于一个汇聚点7再延伸，几组这样的分枝也可以再汇聚于另一个汇聚点7，然后再延伸后和另外的延迟线汇聚，两区域的树形延迟线3通过延迟线的汇聚点7经连通线8相连，每一枝树形延迟线3在其另一方向末端呈树枝状，通过金属化过孔9分别与天线的辐射末端6连接。每一枝树形延迟线3的两末端之间可以为直线导线，也可以为发夹状导线，延迟线的长度通常大于天线最大工作波长的一半或更多。连接树形延迟线3和天线的辐射末端6的金属化过孔9可以为金属柱或空心金属化过孔，过孔稠密均匀分布，穿透介质基板2，与每个树形延迟线4的分支末端一一相连。树形延迟线3上分布有加载电阻4，加载电阻4可以为分布参数形式的电阻，此时树形延迟线3本身是损耗传输线，加载电阻4由传输线的损耗提供；也可以为集中参数形式的电阻，此时每一枝树形延迟线3上存在若干不连续处，由加载电阻4将其相连接。连通线8上可以分布有加载电阻4，也可以没有。树形延迟线3、加载电阻4和连通线8构成连通的树形延迟线电阻加载的电流通路。

在制造上，该连通树形延迟线电阻加载领结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。该连通树形延迟线电阻加载领结脉冲天线由领结辐射贴片1、介质基板2、树形延迟线3和加载电阻4所组成，其中领结辐射贴片1由导电性能良好的导体材料构成，形状可以为三角形或扇形，位于介质基板2的同一表面，介质基板2要使用损耗尽可能低的介质材料。树形延迟线3制作在介质基板2的另一侧，延迟线的长度通常大于天线最大工作波长的一半或更多，因此每一枝树形延迟线3的两末端之间可以为直线导线，或者制作为发夹状导线以保证延迟线足够长。树形延迟线3上分布有加载电阻4，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，这时可少用或者不用加载电阻，延迟线本身的导线电阻就代替了加载电阻的作用。

根据以上所述，便可实现本实用新型。

Claims (6)

1. 一种连通树形延迟线电阻加载领结脉冲天线，其特征在于该连通树形延迟线电阻加载领结脉冲天线包括一对领结辐射贴片（1）、介质基板（2）、树形延迟线（3）和加载电阻（4）；其中领结辐射贴片（1）位于介质基板（2）的一面，树形延迟线（3）、加载电阻（4）位于介质基板（2）的另一面；加载电阻（4）分布于树形延迟线（3）上；两领结辐射贴片（1）相近的内端是领结脉冲天线的馈电端（5），另一端是领结脉冲天线的辐射末端（6）；树形延迟线（3）位于两个领结辐射贴片（1）所包含的介质基板的区域内，每个区域的树形延迟线（3）呈树状，延迟线几个分枝汇聚于一个汇聚点再延伸，几组这样的分枝也可以再汇聚于另一个汇聚点，然后再延伸后和另外的延迟线汇聚，两区域的树形延迟线（3）通过汇聚点经连通线（8）相连，树形延迟线（3）的每一个分枝的末端通过金属化过孔（9）与天线的辐射末端(6)连接。

2. 根据权利要求1所述的连通树形延迟线电阻加载领结脉冲天线，其特征在于所述的领结辐射贴片（1）的形状为三角形或扇形。

3. 根据权利要求1所述的连通树形延迟线电阻加载领结脉冲天线，其特征在于树形延迟线（3）印制、蚀刻或者放置在介质基板（2）上，或悬浮在介质基板（2）上面的空气中。

4. 根据权利要求1或3所述的连通树形延迟线电阻加载领结脉冲天线，其特征在于树形延迟线（3）在靠近领结脉冲天线的辐射末端（6）的一端呈树枝状的若干条导线，经金属化过孔（9）与天线的辐射末端（6）相连接。

5. 根据权利要求1或3所述的连通树形延迟线电阻加载领结脉冲天线，其特征在于树形延迟线（3）的形状为直线或者发夹形，其长度大于天线最高工作波长的一半。

6. 根据权利要求1所述的连通树形延迟线电阻加载领结脉冲天线，其特征在于加载电阻（4）是集中参数形式的电阻或者是以延迟线本身的损耗为电阻的分布参数形式的电阻。

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