低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線，該天線包括：兩個輻射臂、介質(zhì)板、輸入端口和金屬背腔，其中，所述兩個輻射臂均為半橢圓形，每個輻射臂由平行設置的且與所述輻射臂電性連接的多個分段金屬條帶和金屬條帶之間的若干相并聯(lián)的加載電阻構成；所述加載電阻焊接在所述輻射臂相鄰兩段金屬條帶之間，用于減小所述輻射臂上的反射電流；所述兩個輻射臂對稱地粘接于所述介質(zhì)板的正表面；所述兩個輻射臂相對一側(cè)分別引出一輸入端口，作為所述天線的饋電端，用于信號的輸入；所述金屬背腔位于所述輻射臂的上方，其四邊與所述介質(zhì)板的四邊固定在一起。本發(fā)明具有結構簡單、剖面低等特點，適合于安裝在車輛底部，不影響車輛行走能力。
【專利說明】低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應用于超寬帶成像雷達領域的天線，尤其是一種低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線。
【背景技術】
[0002]超寬帶天線是超寬帶成像雷達系統(tǒng)中至關重要的一個組成部分，它直接影響著整個系統(tǒng)的性能。超寬帶成像雷達系統(tǒng)普遍采用超寬帶窄脈沖信號，因此要求天線應具有良好的輻射特性和寬帶特性，以及較好的時域特性。目前超寬帶成像雷達常用的天線形式有電阻加載領結形天線，TEM喇叭天線以及螺旋天線等。在車載超寬帶成像雷達系統(tǒng)中，天線一般安裝在車體底部，以提高雷達的探測性能。目前使用的超寬帶天線都具有較高的高度，例如中心頻率500MHz的電阻加載蝶形天線背腔高度為15cm，安裝在車輛底部后，會嚴重影響車輛移動過程中的跨越障礙物的能力。因此，開發(fā)一種低背腔的超寬帶天線，對于車載超寬帶成像雷達系統(tǒng)有著重要的意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的不足，提供一種低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線。
[0004]本發(fā)明提供的一種低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線包括:兩個輻射臂2、介質(zhì)板4、輸入端口 I和金屬背腔5,其中:
[0005]所述兩個輻射臂2均為半橢圓形，每個輻射臂由平行設置的且與所述輻射臂2電性連接的多個分段金屬條帶和金屬條帶之間的若干相并聯(lián)的加載電阻3構成；所述加載電阻3焊接在所述輻射臂2相鄰兩段金屬條帶之間，用于減小所述輻射臂2上的反射電流；
[0006]所述兩個輻射臂2對稱地粘接于所述介質(zhì)板4的正表面；
[0007]所述兩個輻射臂2相對一側(cè)分別引出一輸入端口 1，作為所述天線的饋電端，用于信號的輸入；
[0008]所述金屬背腔5位于所述輻射臂2的上方，其四邊與所述介質(zhì)板4的四邊固定在一起;
[0009]所述天線工作時，所述輸入端口 I外接信號源，外加的激勵信號通過輸入端口 I傳輸?shù)捷椛浔?上，并通過輻射臂2向周圍空間輻射出去。
[0010]本發(fā)明天線可以滿足車載超寬帶雷達系統(tǒng)的安裝要求，具有高度底、頻寬帶、時域特性好等特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施例的低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線的立體示意圖；
[0012]圖2是根據(jù)本發(fā)明一實施例的低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線的電壓駐波比曲線圖；[0013]圖3是根據(jù)本發(fā)明一實施例的低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線的增益曲線圖；
[0014]圖4是根據(jù)本發(fā)明一實施例的低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線的輻射信號時域波形曲線圖。
【具體實施方式】
[0015]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0016]圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施例的低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線的立體示意圖，如圖1所示，該低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線包括:兩個輻射臂2、介質(zhì)板4、輸入端口I和金屬背腔5,其中:
[0017]所述兩個輻射臂2中的每個輻射臂均為半橢圓形，由平行設置的且與所述輻射臂2電性連接(比如焊接)的多個分段金屬條帶和金屬條帶之間的若干相并聯(lián)的加載電阻3構成；所述加載電阻3焊接在所述輻射臂2相鄰兩段金屬條帶之間，用于減小所述輻射臂2上的反射電流，以改善天線的電壓駐波比特性和輻射波形，展寬天線的工作帶寬；所述加載電阻的大小通過優(yōu)化設計獲得。
[0018]所述兩個輻射臂2對稱地粘接于所述介質(zhì)板4的正表面；
[0019]所述兩個輻射臂2相對一側(cè)分別引出一輸入端口 1，作為本發(fā)明天線的饋電端，可連接發(fā)射機或接收機，用于信號的輸入；
[0020]所述金屬背腔5位于所述輻射臂2的上方，其四邊與所述介質(zhì)板4的四邊固定在一起。
[0021]制作所述輻射臂2時首先制作一半橢圓金屬片，然后將半橢圓金屬片均分為若干段金屬條帶，每段金屬條帶之間留有一定寬度的間隙，然后在相鄰兩段金屬條帶之間焊接若干相并聯(lián)的加載電阻，并將所述半橢圓金屬片末端與所述金屬背腔5相連接。
[0022]在圖1所示的本發(fā)明一實施例中，所述輻射臂2為半橢圓形，該半橢圓的長軸為380mm，短軸為120mm，所述輻射臂2包括8段平行設置的金屬條帶，相鄰兩段金屬條帶之間通過5個相并聯(lián)的加載電阻3相連接。
[0023]所述輸入端口 I的輸入阻抗設計為100歐姆。
[0024]所述金屬背腔5的形狀為長方體,長度為380mm,寬度為150mm,高度為22mm。
[0025]所述介質(zhì)板4是普通的環(huán)氧玻璃布覆銅板(FR4)，長度為380mm，寬度為150mm，厚度為Imm,介電常數(shù)為4.4,厚度為1mm。
[0026]本發(fā)明工作時，所述輸入端口 I外接信號源，外加的激勵信號通過輸入端口 I傳輸?shù)捷椛浔?上，并通過輻射臂2向周圍空間輻射出去，實現(xiàn)雷達探測成像的功能。
[0027]如圖2所示，為根據(jù)本發(fā)明一實施例的低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線的電壓駐波比曲線圖，圖中，橫坐標代表頻率變量，單位為MHz ;縱坐標代表幅度變量。在該實施例中，超寬帶偶極子天線的工作頻帶是250-750MHZ，從圖2中可以看出，本發(fā)明天線的電壓駐波比在頻帶內(nèi)都小于2。
[0028]如圖3所示，為根據(jù)本發(fā)明一實施例的低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線的增益曲線圖，圖中，橫坐標代表頻率變量，單位為MHz ;縱坐標代表增益，單位為dB。在該實施例中，超寬帶偶極子天線的工作頻帶是250-750MHZ，從圖3中可以看出，本發(fā)明天線的增益在通帶內(nèi)最高大于-15dB。
[0029]如圖4所示，為根據(jù)本發(fā)明一實施例的低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線的輻射信號時域波形曲線圖，圖中，橫坐標代表時間變量，單位為ns ;縱坐標代表電場強度，單位為V/m。在該實施例中，超寬帶偶極子天線的時域波形振蕩小于主脈沖的1/10，具有良好的時域特性。
[0030]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線，其特征在于，該天線包括:兩個輻射臂(2)、介質(zhì)板(4)、輸入端口(I)和金屬背腔(5)，其中: 所述兩個輻射臂(2)均為半橢圓形，每個輻射臂由平行設置的且與所述輻射臂(2)電性連接的多個分段金屬條帶和金屬條帶之間的若干相并聯(lián)的加載電阻(3)構成；所述加載電阻(3)焊接在所述輻射臂(2)相鄰兩段金屬條帶之間，用于減小所述輻射臂(2)上的反射電流； 所述兩個輻射臂(2)對稱地粘接于所述介質(zhì)板(4)的正表面； 所述兩個輻射臂(2)相對一側(cè)分別引出一輸入端口(I)，作為所述天線的饋電端，用于信號的輸入； 所述金屬背腔(5)位于所述輻射臂(2)的上方，其四邊與所述介質(zhì)板(4)的四邊固定在一起; 所述天線工作時，所述輸入端口(I)外接信號源，外加的激勵信號通過輸入端口(I)傳輸?shù)捷椛浔?2)上，并通過輻射臂(2)向周圍空間輻射出去。
2.根據(jù)權利要求2所述的天線，其特征在于，所述半橢圓形的長軸為380mm，短軸為1 20mm
3.根據(jù)權利要求1所述的天線，其特征在于，所述金屬條帶的數(shù)量為8段，所述加載電阻3的數(shù)量為5個。
4.根據(jù)權利要求1所述的天線，其特征在于，在制作所述輻射臂(2)時，首先制作一半橢圓金屬片，然后將半橢圓金屬片均分為若干段金屬條帶，每段金屬條帶之間留有一定寬度的間隙，然后在相鄰兩段金屬條帶之間焊接若干相并聯(lián)的加載電阻，并將所述半橢圓金屬片的末端與所述金屬背腔(5)相連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的天線，其特征在于，所述輸入端口(I)的輸入阻抗為100歐姆。
6.根據(jù)權利要求1所述的天線，其特征在于，所述金屬背腔(5)的形狀為長方體。
7.根據(jù)權利要求7所述的天線，其特征在于，所述長方體的長度為380mm，寬度為150mm,高度為 22mm。
8.根據(jù)權利要求1所述的天線，其特征在于，所述介質(zhì)板(4)為環(huán)氧玻璃布覆銅板。
9.根據(jù)權利要求9所述的天線，其特征在于，所述介質(zhì)板(4)的長度為380mm，寬度為150mm,厚度為Imm,介電常數(shù)為4.4,厚度為1mm。
【文檔編號】H01Q1/38GK103594784SQ201210586011
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2012年12月28日 優(yōu)先權日:2012年12月28日
【發(fā)明者】紀奕才, 方廣有, 盧偉, 周斌 申請人:中國科學院電子學研究所