低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線(xiàn)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線(xiàn)，該天線(xiàn)包括：兩個(gè)輻射臂、介質(zhì)板、輸入端口和金屬背腔，其中，所述兩個(gè)輻射臂均為半橢圓形，每個(gè)輻射臂由平行設(shè)置的且與所述輻射臂電性連接的多個(gè)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(gòu)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(gè)輻射臂對(duì)稱(chēng)地粘接于所述介質(zhì)板的正表面；所述兩個(gè)輻射臂相對(duì)一側(cè)分別引出一輸入端口，作為所述天線(xiàn)的饋電端，用于信號(hào)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、剖面低等特點(diǎn)，適合于安裝在車(chē)輛底部，不影響車(chē)輛行走能力。
【專(zhuān)利說(shuō)明】低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線(xiàn)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于超寬帶成像雷達(dá)領(lǐng)域的天線(xiàn)，尤其是一種低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線(xiàn)。
【背景技術(shù)】
[0002]超寬帶天線(xiàn)是超寬帶成像雷達(dá)系統(tǒng)中至關(guān)重要的一個(gè)組成部分，它直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的性能。超寬帶成像雷達(dá)系統(tǒng)普遍采用超寬帶窄脈沖信號(hào)，因此要求天線(xiàn)應(yīng)具有良好的輻射特性和寬帶特性，以及較好的時(shí)域特性。目前超寬帶成像雷達(dá)常用的天線(xiàn)形式有電阻加載領(lǐng)結(jié)形天線(xiàn)，TEM喇叭天線(xiàn)以及螺旋天線(xiàn)等。在車(chē)載超寬帶成像雷達(dá)系統(tǒng)中，天線(xiàn)一般安裝在車(chē)體底部，以提高雷達(dá)的探測(cè)性能。目前使用的超寬帶天線(xiàn)都具有較高的高度，例如中心頻率500MHz的電阻加載蝶形天線(xiàn)背腔高度為15cm，安裝在車(chē)輛底部后，會(huì)嚴(yán)重影響車(chē)輛移動(dòng)過(guò)程中的跨越障礙物的能力。因此，開(kāi)發(fā)一種低背腔的超寬帶天線(xiàn)，對(duì)于車(chē)載超寬帶成像雷達(dá)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(shù)存在的不足，提供一種低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線(xiàn)。
[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(xiàn)包括:兩個(gè)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(gè)輻射臂2均為半橢圓形，每個(gè)輻射臂由平行設(shè)置的且與所述輻射臂2電性連接的多個(gè)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(gòu)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(gè)輻射臂2對(duì)稱(chēng)地粘接于所述介質(zhì)板4的正表面；
[0007]所述兩個(gè)輻射臂2相對(duì)一側(cè)分別引出一輸入端口 1，作為所述天線(xiàn)的饋電端，用于信號(hào)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(xiàn)工作時(shí)，所述輸入端口 I外接信號(hào)源，外加的激勵(lì)信號(hào)通過(guò)輸入端口 I傳輸?shù)捷椛浔?上，并通過(guò)輻射臂2向周?chē)臻g輻射出去。
[0010]本發(fā)明天線(xiàn)可以滿(mǎn)足車(chē)載超寬帶雷達(dá)系統(tǒng)的安裝要求，具有高度底、頻寬帶、時(shí)域特性好等特點(diǎn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線(xiàn)的立體示意圖；
[0012]圖2是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線(xiàn)的電壓駐波比曲線(xiàn)圖；[0013]圖3是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線(xiàn)的增益曲線(xiàn)圖；
[0014]圖4是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線(xiàn)的輻射信號(hào)時(shí)域波形曲線(xiàn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0016]圖1是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線(xiàn)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(xiàn)包括:兩個(gè)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(gè)輻射臂2中的每個(gè)輻射臂均為半橢圓形，由平行設(shè)置的且與所述輻射臂2電性連接(比如焊接)的多個(gè)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(gòu)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(xiàn)的電壓駐波比特性和輻射波形，展寬天線(xiàn)的工作帶寬；所述加載電阻的大小通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)獲得。
[0018]所述兩個(gè)輻射臂2對(duì)稱(chēng)地粘接于所述介質(zhì)板4的正表面；
[0019]所述兩個(gè)輻射臂2相對(duì)一側(cè)分別引出一輸入端口 1，作為本發(fā)明天線(xiàn)的饋電端，可連接發(fā)射機(jī)或接收機(jī)，用于信號(hào)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(shí)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(shí)施例中，所述輻射臂2為半橢圓形，該半橢圓的長(zhǎng)軸為380mm，短軸為120mm，所述輻射臂2包括8段平行設(shè)置的金屬條帶，相鄰兩段金屬條帶之間通過(guò)5個(gè)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(shè)計(jì)為100歐姆。
[0024]所述金屬背腔5的形狀為長(zhǎng)方體,長(zhǎng)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(zhǎng)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(shí)，所述輸入端口 I外接信號(hào)源，外加的激勵(lì)信號(hào)通過(guò)輸入端口 I傳輸?shù)捷椛浔?上，并通過(guò)輻射臂2向周?chē)臻g輻射出去，實(shí)現(xiàn)雷達(dá)探測(cè)成像的功能。
[0027]如圖2所示，為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線(xiàn)的電壓駐波比曲線(xiàn)圖，圖中，橫坐標(biāo)代表頻率變量，單位為MHz ;縱坐標(biāo)代表幅度變量。在該實(shí)施例中，超寬帶偶極子天線(xiàn)的工作頻帶是250-750MHZ，從圖2中可以看出，本發(fā)明天線(xiàn)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(shí)施例的低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線(xiàn)的增益曲線(xiàn)圖，圖中，橫坐標(biāo)代表頻率變量，單位為MHz ;縱坐標(biāo)代表增益，單位為dB。在該實(shí)施例中，超寬帶偶極子天線(xiàn)的工作頻帶是250-750MHZ，從圖3中可以看出，本發(fā)明天線(xiàn)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(shí)施例的低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線(xiàn)的輻射信號(hào)時(shí)域波形曲線(xiàn)圖，圖中，橫坐標(biāo)代表時(shí)間變量，單位為ns ;縱坐標(biāo)代表電場(chǎng)強(qiáng)度，單位為V/m。在該實(shí)施例中，超寬帶偶極子天線(xiàn)的時(shí)域波形振蕩小于主脈沖的1/10，具有良好的時(shí)域特性。
[0030]以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)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(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種低背腔超寬帶電阻加載偶極子天線(xiàn)，其特征在于，該天線(xiàn)包括:兩個(gè)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(gè)輻射臂(2)均為半橢圓形，每個(gè)輻射臂由平行設(shè)置的且與所述輻射臂(2)電性連接的多個(gè)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(gòu)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(gè)輻射臂(2)對(duì)稱(chēng)地粘接于所述介質(zhì)板(4)的正表面； 所述兩個(gè)輻射臂(2)相對(duì)一側(cè)分別引出一輸入端口(I)，作為所述天線(xiàn)的饋電端，用于信號(hào)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(xiàn)工作時(shí)，所述輸入端口(I)外接信號(hào)源，外加的激勵(lì)信號(hào)通過(guò)輸入端口(I)傳輸?shù)捷椛浔?2)上，并通過(guò)輻射臂(2)向周?chē)臻g輻射出去。
2.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天線(xiàn)，其特征在于，所述半橢圓形的長(zhǎng)軸為380mm，短軸為1 20mm
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線(xiàn)，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(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線(xiàn)，其特征在于，在制作所述輻射臂(2)時(shí)，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(quán)利要求1所述的天線(xiàn)，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(quán)利要求1所述的天線(xiàn)，其特征在于，所述金屬背腔(5)的形狀為長(zhǎng)方體。
7.根據(jù)權(quán)利要求7所述的天線(xiàn)，其特征在于，所述長(zhǎng)方體的長(zhǎng)度為380mm，寬度為150mm,高度為 22mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線(xiàn)，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(quán)利要求9所述的天線(xiàn)，其特征在于，所述介質(zhì)板(4)的長(zhǎng)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(hào)】H01Q1/38GK103594784SQ201210586011
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月28日
【發(fā)明者】紀(jì)奕才, 方廣有, 盧偉, 周斌 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所