[发明专利]树形接入延迟线渐变槽线脉冲天线

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种脉冲天线，尤其是一种树形接入延迟线渐变槽线脉冲天线，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。渐变槽线天线作为一种脉冲天线，具有工作频带宽，制作简单等优点。渐变槽线天线的应用非常广泛，在探地雷达中也有较多的应用。目前，对于渐变槽线脉冲天线，公知的方法是采用电阻加载法降低拖尾脉冲的幅度,以减少其对目标信号的影响。这些加载方法的主要问题是：加载的电阻会引起脉冲天线辐射效率的降低，而且当天线工作频段较高、天线的尺寸较小时，更难以解决拖尾脉冲问题。而且当天线工作频段较高时,天线的尺寸较小，难以设置多条较长的连线。

 

发明内容

技术问题: 本发明目的是提出一种树形接入延迟线渐变槽线脉冲天线，该天线在尺寸小的情况下，延迟脉冲天线辐射脉冲波形中拖尾脉冲出现的时间，避免拖尾脉冲对目标信号的干扰，并且对天线辐射效率的影响较小。

技术方案：本发明的树形接入延迟线渐变槽线脉冲天线包括一对渐变槽线辐射贴片、介质基板、微带馈线、树形接入线和延迟线；两个渐变槽线辐射贴片对称的位于介质基板同一面，微带馈线的导带、树形接入线和延迟线在介质基板的另一面；两个辐射贴片之间缝隙的边缘张开形成喇叭形开口，渐变槽线辐射贴片末端开口最大位置是天线辐射末端，与喇叭形开口相对的另一端是槽线开路端；微带馈线的外端是天线的馈电端，内端先是微带馈线到槽线的过渡段，然后在末端由短路孔将微带馈线的导带与另一面的渐变槽线辐射贴片连接；树形接入线的分枝汇聚于汇聚点接延迟线，树形接入线分枝另一方向的末端经过金属化过孔与背面的辐射末端连接；延迟线一端与汇聚点连接，另一端是开路。

所述的微带馈线到槽线的过渡段靠近槽线的开路端。

树形接入线和延迟线印制、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。

天线的辐射末端由稠密分布的金属化过孔与树形接入线的分枝末端相接，使渐变槽线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。

延迟线的形状为来回折返排列的直线或者发夹形，导线的长度方向与天线的主辐射方向平行。

延迟线的长度足够长，以保证脉冲能量在延迟线上的传播时间大于所需要的拖尾脉冲相对于主辐射脉冲的延迟时间。

树形接入线和延迟线构成天线附加的电流通路。脉冲信号首先从渐变槽线脉冲天线的馈电端输入，经过微带馈线，微带到槽线的过渡段，传播到槽线上。再经过槽线传播到辐射段，边传播边辐射至天线的辐射末端，在天线的辐射末端未辐射的剩余脉冲能量经金属化的过孔进入树形接入线和延迟线，树形接入线和延迟线为剩余脉冲能量的电流提供了附加电流通路，避免了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。与树形接入线相连的稠密分布的金属化过孔使渐变槽线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。树形接入线的长度远小于延迟线，由于延迟线大部分线段的方向与渐变槽线天线的主辐射方向平行，因此延迟线上朝主辐射方向辐射的能量很少。而且发夹形相邻线段的辐射有抵消作用，所以脉冲信号通过延迟线时的辐射很小，只有到发夹形的末端，由于线段方向的原因以及没有相邻线段的抵消作用，辐射会比较强，形成拖尾脉冲。由于延迟线的延迟作用，这个拖尾脉冲相对于天线的主辐射脉冲，在时间上有了延迟。而且延迟线在其占据的空间内不对渐变槽线脉冲天线在主辐射方向上的能量辐射产生影响。同时由于没有加载电阻，对天线辐射效率的不利影响也较小。发夹形的延迟线可以在较小的尺寸空间提供尽可能长的电流通路，特别适合于工作频段高的小尺寸天线。另外延迟线开路也使得延迟线不需要跨越贴片之间的缝隙,避免影响天线辐射贴片的正常辐射。调整介质基板的厚度、介质基板材料的介电常数和磁导率、树形接入线和延迟线的长度等都可以改变脉冲信号中拖尾脉冲的延迟时间。