[发明专利]用于飞行体表面定向辐射的小型化全息天线

权利要求书

1.一种用于飞行体表面定向辐射的小型化全息天线，包括馈源天线（1），全息结构（2），该全息结构包括介质基板（21）、金属族带（22）、喇叭形金属挡板（23）和接地板（24）；馈源天线（1）设置在椭圆族带（22）的负半轴焦点上，椭圆族带（22）涂覆在介质基板（21）的表面上；喇叭形金属挡板（23）垂直焊接在介质基板（21）的左右两侧，介质基板（21）内含有填充介质，其特征在于： 

所述的馈源天线（1），采用单极子天线； 

所述的介质基板（21），采用矩形介质基板； 

所述的金属族带（22），是由n个轴向间距为0.58*λ，宽度w为w＝0.1*λ的弧形金属条带构成，其中，λ为自由空间波长，n≥15； 

所述的喇叭金属挡板（23），由垂直矩形金属壁（231）和喇叭金属壁（232）连接构成； 

所述的填充介质，采用Duroid6010材料。 

2.根据权利要求1所述的小型化全息天线，其特征在于，该单极子天线是一个圆柱体结构，其高度H为0.25*λ，半径R为0.02*λ＜R＜0.05*λ；该单极子天线的底面圆心与金属族带（22）的焦点重合。 

3.根据权利要求1所述的小型化全息天线，其特征在于，介质基板（21）的长度L₁为4.6cm＜L₁＜4.9cm，宽度L₂为7.5cm＜L₂＜9cm，厚度为0.635mm。 

4.根据权利要求1所述的小型化全息天线，其特征在于，构成金属族带（22）的弧形金属条带中，第i个弧形金属条带的轴向内径为0.58*λ*i，轴向外径为0.58*λ*i+w，其中，n为弧形金属条带的个数，w为弧形金属条带的宽度，1≤i≤n，n≥15。 

5.根据权利要求1所述的小型化全息天线，其特征在于，两个垂直金属壁（231）与单极子天线平齐，即每个垂直金属壁（231）的高度b为：b＝H＝0.25*λ。 

6.根据权利要求1所述的小型化全息天线，其特征在于，两个喇叭金属壁（232）的长度c均与介质基板（21）的长度L1相同，即c＝L₁，宽度d与垂直金属壁（231）的高度相同，即d＝b；两个喇叭金属壁（232）与Y轴所在直线的夹角α为：25°＜α＜35°。 

7.根据权利要求1所述的小型化全息天线，其特征在于，两个垂直金属壁（231）和两个喇叭金属壁（232）的材料为铜。 

8.一种用于飞行体表面定向辐射的小型化全息天线的制作方法，包括如下步骤： 

（1）选取长度为L，宽度为D，厚度为0.635mm的矩形介质基板，采用Duroid6010材料对该矩形基板进行填充，获得矩形介质板，其中L＞25*λ,D＞17*λ，“*”为乘号； 

（2）在矩形介质板表面，绘制n个具有相同负半轴焦点的椭圆条带，构成椭圆族带，获得表面覆有椭圆族带的矩形介质板；该椭圆族带中，第i个椭圆条带的正向轴向内径为0.88*λ*i，外径为0.88*i*λ+w，负向轴向内径为0.58*λ*i，外径为0.58*λ*i+w，其中，λ为自由空间波长，n为椭圆条带的个数，n≥15，1≤i≤n； 

（3）在表面覆有椭圆族带的矩形介质板上，以长度为L2的线段为最右侧的边，该边与椭圆族负半轴焦点的距离为Δd，裁剪出长度为L₁，宽度为L₂的矩形介质板，获得表面覆有弧形条带的矩形介质板，其中，0.4cm＜Δd＜0.6cm，4.6cm＜L₁＜4.9cm，7.5cm＜L₂＜9cm； 

（4）按照步骤（2）绘制的弧形条带，将铜片涂覆在矩形介质板表面弧形条带的轮廓处焊接，获得表面覆有弧形金属条带的矩形介质板； 

（5）在矩形介质板上的金属族带（22）的焦点处，沿着Z轴方向安装馈源天线，使该单极子天线的底面圆心与金属族带（22）的焦点重合； 

（6）制作喇叭形金属挡板（23）： 

在两个X轴方向长度均为c，Z轴方向高度均为b的矩形垂直金属壁（231）的终上端，分别焊接一个宽度为d，X轴方向长度为c的喇叭金属壁（232），该喇叭金属壁（232）与Y轴所在直线的夹角为α，即完成喇叭形金属挡板（23）的制作，其中，d＝b，25°＜α＜35°，c与矩形介质基板（21）的长度L1相等，即c＝L₁； 

（7）在步骤（4）所得的矩形介质板的表面上，将步骤（6）所得的喇叭形金属挡板（23）焊接在该矩形介质板左右两条长度均为L1的边上，完成整个小型化全息天线的制作。