專利名稱：雙v型線性漸變槽單脈沖天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的雙v型線性漸變槽單脈沖天線可適用于跟蹤、探測(cè)、通訊、測(cè)量、
天文觀察等系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
單脈沖天線是在在第二次世界大戰(zhàn)后出現(xiàn)而在五、六十年代迅速發(fā)展起來的 一種精密跟蹤天線。隨著導(dǎo)彈、火箭、人造衛(wèi)星和宇航技術(shù)的發(fā)展，原先采用的 順序波束法和圓錐掃描法體制在跟蹤精度和取得目標(biāo)角度信息的速度方面都不 能適應(yīng)新的要求。而單脈沖體制(又稱為同時(shí)波束法)原則上只需要一個(gè)回波脈 沖就能獲得目標(biāo)的距離和全部角坐標(biāo)信息，這樣就大大加快了提取目標(biāo)角度信息 的速度，而且其跟蹤精度、抗干擾能力諸性能均優(yōu)于原來的體制，因而得到廣泛 的應(yīng)用。線性漸變槽天線是一種常見的端輻射行波式天線，其易與平面電路集成， 而且具有窄波束、高增益、寬帶寬等特點(diǎn)。但傳統(tǒng)的線性漸變槽天線是無法利用 單一天線來實(shí)現(xiàn)單脈沖機(jī)理的。通過改進(jìn)，我們提出一種新型的平面天線，使之 不僅具有線性漸變槽天線的優(yōu)點(diǎn)，而且能適用于單脈沖天線的設(shè)計(jì)。 一般的單脈
沖天線饋源通常采用微帶線、共面波導(dǎo)、波導(dǎo)等傳輸線來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于傳統(tǒng)平面?zhèn)?輸線，如微帶線、共面波導(dǎo)等，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作方便，成本低，但致命的缺點(diǎn) 是工作于毫米波段時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的損耗。而金屬波導(dǎo)制成的饋源性能優(yōu)異，但結(jié) 構(gòu)復(fù)雜、制作困難、成本高昂。本專利希望提出一種單脈沖天線，能同時(shí)具有上 述兩種的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提出一種全新的平面天線——雙V型線性漸變 槽單脈沖天線，采用多?；刹▽?dǎo)進(jìn)行饋電，構(gòu)成單脈沖天線。其工作在毫 米波頻段，能直接應(yīng)用于集成電路設(shè)計(jì)，并具有損耗較低，體積較小，成本低，
容易大批量生產(chǎn)等特點(diǎn)。
技術(shù)方案本發(fā)明的雙V型線性漸變槽單脈沖天線包括上層金屬敷銅面、下 層金屬敷銅面、介質(zhì)基片、金屬化通孔、基片集成波導(dǎo)卯度定向耦合器、90度 移相器、基片集成波導(dǎo)H面波型器、輸入端口、輸出端口、雙V型線性漸變槽 天線、上表面三角形金屬覆層、下表面三角形槽；上層金屬敷銅面、下層金屬敷 銅面分別位于介質(zhì)基片的正反兩側(cè)，金屬化通孔穿過介質(zhì)基片與上層金屬敷銅 面、下層金屬敷銅面相連接形成基片集成波導(dǎo)90度定向耦合器、90度移相器、 基片集成波導(dǎo)H面波型器;雙V型線性漸變槽天線包括上表面三角形金屬覆層、 下表面三角形槽，基片集成波導(dǎo)H面波型器的一端接雙V型線性漸變槽天線， 基片集成波導(dǎo)H面波型器的另一端接90度移相器，90度移相器的另一端接基片 集成波導(dǎo)90度定向耦合器，基片集成波導(dǎo)90度定向耦合器的另一端接輸入端口、 輸出端口。
將兩個(gè)類似傳統(tǒng)線性漸變槽天線的結(jié)構(gòu)反對(duì)稱的組合在一起，形成上表面具 有三角形金屬覆層、下表面具有三角形槽的雙V型線性漸變槽天線。通過180 度定向耦合器和H面波型器對(duì)該天線饋電。其中，由基片集成波導(dǎo)構(gòu)成的180 度定向耦合器提供兩路信號(hào)，其幅度相等，相位相等或反向。同樣由基片集成波 導(dǎo)構(gòu)成的H面波型器，可以產(chǎn)生多個(gè)模式，即在其內(nèi)部可產(chǎn)生TEu)， TE加，TE30 和TE4Q等前四個(gè)模式。通過適當(dāng)?shù)膶挾群烷L(zhǎng)度調(diào)節(jié)，使其能在波型器的輸出口 徑面產(chǎn)生奇或偶的場(chǎng)分布，直接對(duì)雙V型線性漸變槽天線進(jìn)行饋電。奇的場(chǎng)分 布能使之產(chǎn)生和波束，偶的場(chǎng)分布能產(chǎn)生差波束，以滿足單脈沖天線的需求。
有益效果本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
1:)使單脈沖天線在以平面的形式工作于微波毫米波頻段時(shí)，具有較高增益、 2值和較低損耗。同時(shí)與金屬波導(dǎo)的立體結(jié)構(gòu)相比，體積小、重量輕， 并且可以利用普通PCB工藝加工，成本低、精度高、重復(fù)性好，適合 大批量生產(chǎn)。
2:)該單脈沖天線制作于介質(zhì)基片上，與有源電路集成方便。 3:)單脈沖天線的各子部分集成為一體，結(jié)構(gòu)緊湊。


圖1是雙V型線性漸變槽單脈沖天線上表面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是雙V型線性漸變槽單脈沖天線下表面結(jié)構(gòu)示意圖。 以上的圖中有上層金屬敷銅面l、下層金屬敷銅面2、介質(zhì)基片3、金屬 化通孔4、基片集成波導(dǎo)90度定向耦合器51、 90度移相器52、基片集成波導(dǎo)H 面波型器6、輸入端口7K輸出端口72、雙V型線性漸變槽天線8、上表面三 角形金屬覆層81、下表面三角形槽82。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的雙V型線性漸變槽單脈沖天線包括上層金屬敷銅面1、下層金屬敷 銅面2、介質(zhì)基片3、金屬化通孔4、基片集成波導(dǎo)90度定向耦合器51、 90度 移相器52、基片集成波導(dǎo)H面波型器6、輸入端口71、輸出端口72、雙V型線 性漸變槽天線8、上表面三角形金屬覆層81、下表面三角形槽82;上層金屬敷 銅面1、下層金屬敷銅面2分別位于介質(zhì)基片3的正反兩側(cè)，金屬化通孔4穿過 介質(zhì)基片3與上層金屬敷銅面K下層金屬敷銅面2相連接形成基片集成波導(dǎo)90 度定向耦合器51、 90度移相器52、基片集成波導(dǎo)H面波型器6;雙V型線性漸 變槽天線8包括上表面三角形金屬覆層81、下表面三角形槽82，基片集成波導(dǎo) H面波型器6的一端接雙V型線性漸變槽天線8，基片集成波導(dǎo)H面波型器6 的另一端接90度移相器52， 90度移相器52的另一端接基片集成波導(dǎo)90度定向 耦合器51,基片集成波導(dǎo)90度定向耦合器51的另一端接輸入端口71、輸出端 □ 72。
該單脈沖天線由三部分一體化組成基片集成波導(dǎo)180度定向耦合器、基片 集成波導(dǎo)H面波型器、雙V型線性漸變槽天線。其中基片集成波導(dǎo)180度定向 耦合器由標(biāo)準(zhǔn)卯度定向耦合器51和90度移相器52組成；基片集成波導(dǎo)H面 波型器6的寬度允許前四個(gè)模式產(chǎn)生并在其內(nèi)部傳播;二者直接相連形成饋電系 統(tǒng)，對(duì)雙V型線性漸變槽天線8進(jìn)行饋電。從輸入端口71饋電，可激勵(lì)出和波 束；從輸入端口72饋電，可激勵(lì)出差波束。
在中心頻率約36GHz處實(shí)現(xiàn)雙V型線性漸變槽天線，利用基片集成波導(dǎo)180 度定向耦合器和H面波型器對(duì)該天線饋電，并測(cè)試其整體性能?；x用RogersDuroid5880，其介質(zhì)常數(shù)為2.2，厚度0.508/ww。
實(shí)例的測(cè)試結(jié)果如下
在33GHz 40GHz，兩個(gè)端口的反射系數(shù)均小于-12.5dB,且互耦系數(shù)小于 國(guó)17.5dB
在36GHz時(shí)，和波束的增益為10.6dBi， E面3dB帶寬為22.5°，輻射效率 可達(dá)57.5%。 E面和H面均具有較好的交叉極化性能，其交叉極化電平均低于 掘B。
在36GHz時(shí)，差波束的零深為-35dB。
權(quán)利要求
1.一種雙V型線性漸變槽單脈沖天線，其特征在于該天線包括上層金屬敷銅面(1)、下層金屬敷銅面(2)、介質(zhì)基片(3)、金屬化通孔(4)、基片集成波導(dǎo)90度定向耦合器(51)、90度移相器(52)、基片集成波導(dǎo)H面波型器(6)、輸入端口(71)、輸出端口(72)、雙V型線性漸變槽天線(8)、上表面三角形金屬覆層(81)、下表面三角形槽(82)；上層金屬敷銅面(1)、下層金屬敷銅面(2)分別位于介質(zhì)基片(3)的正反兩側(cè)，金屬化通孔(4)穿過介質(zhì)基片(3)與上層金屬敷銅面(1)、下層金屬敷銅面(2)相連接形成基片集成波導(dǎo)90度定向耦合器(51)、90度移相器(52)、基片集成波導(dǎo)H面波型器(6)；雙V型線性漸變槽天線(8)包括上表面三角形金屬覆層(81)、下表面三角形槽(82)，基片集成波導(dǎo)H面波型器(6)的一端接雙V型線性漸變槽天線(8)，基片集成波導(dǎo)H面波型器(6)的另一端接90度移相器(52)，90度移相器(52)的另一端接基片集成波導(dǎo)90度定向耦合器(51)，基片集成波導(dǎo)90度定向耦合器(51)的另一端接輸入端口(71)、輸出端口(72)。
全文摘要
雙V型線性漸變槽單脈沖天線可適用于跟蹤、探測(cè)、通訊、測(cè)量、天文觀察等系統(tǒng)。該天線包括上層金屬敷銅面(1)、下層金屬敷銅面(2)、介質(zhì)基片(3)、金屬化通孔(4)、基片集成波導(dǎo)90度定向耦合器(51)、90度移相器(52)、基片集成波導(dǎo)H面波型器(6)、輸入端口(71)、輸出端口(72)、雙V型線性漸變槽天線(8)、上表面三角形金屬覆層(81)、下表面三角形槽(82)；采用多?；刹▽?dǎo)進(jìn)行饋電，構(gòu)成單脈沖天線。其工作在毫米波頻段，能直接應(yīng)用于集成電路設(shè)計(jì)，并具有損耗較低，體積較小，成本低，容易大批量生產(chǎn)等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01Q13/10GK101340021SQ20081002084
公開日2009年1月7日 申請(qǐng)日期2008年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月29日
發(fā)明者柯 吳, 偉 洪, 程鈺間 申請(qǐng)人:東南大學(xué)