自补型雷达天线制造技术

本发明专利技术提供了一种自补型雷达天线。该自补型雷达天线包括：金属腔体，其上端面开口，其下端形成一凹入的背腔；绝缘介质板，固定于金属腔体的上端面开口处；蝶形天线臂，由金属材料制备，呈平面状形成于绝缘介质板上，包括顶端相对，且中心对称的第一个天线臂单元和第二个天线臂单元，两天线臂单元的两底端分别朝向蝶形天线臂内侧对称延伸，形成两条矩形微带线；第一天线臂单元的矩形微带线与处于同侧的第二天线臂单元的矩形微带线对称，两者隔开第二预设距离且通过电阻电性连接。本发明专利技术自补型雷达天线的基本单元由一个对称蝶形偶极子和矩形微带线组成，矩形微带线末端采用电阻加载，具有超宽带的特点，满足系统对探测距离和精度的要求。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种自补型雷达天线。该自补型雷达天线包括：金属腔体，其上端面开口，其下端形成一凹入的背腔；绝缘介质板，固定于金属腔体的上端面开口处；蝶形天线臂，由金属材料制备，呈平面状形成于绝缘介质板上，包括顶端相对，且中心对称的第一个天线臂单元和第二个天线臂单元，两天线臂单元的两底端分别朝向蝶形天线臂内侧对称延伸，形成两条矩形微带线；第一天线臂单元的矩形微带线与处于同侧的第二天线臂单元的矩形微带线对称，两者隔开第二预设距离且通过电阻电性连接。本专利技术自补型雷达天线的基本单元由一个对称蝶形偶极子和矩形微带线组成，矩形微带线末端采用电阻加载，具有超宽带的特点，满足系统对探测距离和精度的要求。【专利说明】自补型雷达天线
本专利技术涉及电子行业雷达
，尤其涉及一种自补型雷达天线。
技术介绍
近三十年，由于穿墙生命目标的雷达探测技术在反恐、军事、搜救、安检等领域具有巨大应用价值而倍受关注，超宽带雷达技术随之发展迅速。超宽带雷达技术是一种具有良好分辨率和穿透深度的雷达探测方法，可对墙后隐蔽或运动目标进行非侵入式探测以及跟踪成像，因此超宽带雷达技术的进步也将会提高人们对自然灾害、恐怖主义的防御能力。我国对超宽带雷达技术的研究起步较晚，偏重于理论研究，工程样机多停留在实验室阶段，大规模工程应用较少。国内一些工程勘探部门、研究院所和大学先后从美国、力口拿大等国家引进超宽带雷达产品，推动了我国超宽带雷达技术的发展。天线作为雷达系统的一个关键部件，从能量的角度来看，它的功能是完成能量转换，即有效辐射和接收电磁波。天线的性能直接影响雷达系统的分辨率和探测距离。由于墙体的色散作用、多散射体的干扰、目标的雷达散射截面等限制，生命探测雷达需要研制出方向性好、超宽带的天线，尤其是对于时域脉冲体制的穿墙雷达而言，还需要天线辐射的信号拖尾少、振荡小。目前应用于穿墙生命目标检测的天线多为阻抗加载蝶形天线、TEM喇叭天线和Vivaldi天线。阻抗加载蝶形天线的平面结构有利于天线与介质的稱合,能有效地消除天线末端的二次反射，但是这种天线的辐射效率有待进一步提高。若发射机产生信号的幅度有限，就会影响雷达的探测距离。TEM喇叭天线和Vivaldi天线一定程度上都存在天线与墙面耦合不太好的问题，而且一般体积较大，不利于系统的便携式设计。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题鉴于上述技术问题，本专利技术提供了一种自补型雷达天线，以减小天线尺寸，满足系统对探测距离和精度、便携性等要求。。( 二 )技术方案本专利技术自补型雷达天线包括:金属腔体5，其上端面开口，其下端形成一凹入的背腔；绝缘介质板6，固定于金属腔体5的上端面开口处；蝶形天线臂1，由金属材料制备，呈平面状形成于绝缘介质板6上，包括顶端相对，且中心对称的第一个天线臂单元和第二个天线臂单元，该第一个天线臂单元和第二个天线臂单元均呈等腰三角形的形状，两者的顶端隔开第一预设距离。其中，第一个天线臂单元的两底端分别沿平行于等腰三角形对称轴的方向朝向蝶形天线臂I内侧对称延伸，形成两条矩形微带线2 ;第二个天线臂单元的两底端分别沿平行于等腰三角形对称轴的方向朝向蝶形天线臂I内侧对称延伸，形成两条矩形微带线，第一天线臂单元的矩形微带线与处于同侧的第二天线臂单元的矩形微带线对称，两者隔开第二预设距离且通过电阻电性连接。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本专利技术自补型雷达天线具有以下有益效果:(I)本专利技术自补型雷达天线的基本单元由一个对称蝶形偶极子和矩形微带线组成，矩形微带线末端采用电阻加载，具有超宽带的特点，满足系统对探测距离和精度的要求；(2)本专利技术自补型雷达天线中，天线臂末端采用矩形微带线，构成环状，有利于缩减尺寸，增加带宽，减小生命探测雷达系统的体积；(3)本专利技术自补型雷达天线中，金属背腔可以屏蔽外界电磁干扰，增加辐射方向性，满足生命探测雷达天线的定向性要求；(4)本专利技术自补型雷达天 线的馈电方式简单，容易加工，有利于产品化。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术实施例自补型雷达天线的主视立体结构示意图；图2为本专利技术实施例自补型雷达天线中后视立体结构示意图；图3为本专利技术实施例自补型雷达天线的VSWR仿真曲线图；图4为本专利技术实施例自补型雷达天线面输入端口阻抗特性图；【主要元件符号说明】1-蝶形天线臂；2-矩形微带线；3-电阻；4-1~4-6-螺孔(螺钉)；5-金属腔体；6-介质板；7-金属背腔侧臂；8-金属封装盒。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属
中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本专利技术的保护范围。在本专利技术的一个示例性实施例中，提出了一种用于穿墙生命探测的自补型雷达天线，该天线对应自由空间的中心工作频率为1.5GHz。图1为本专利技术实施例自补型雷达天线的立体结构示意图。如图1所示，本专利技术实施例自补型雷达天线包括:金属腔体5，其上端面开口，其下端形成一凹入的背腔；绝缘介质板6，固定于金属腔体5的上端面开口处；蝶形天线臂1，由金属材料制备，呈平面状形成于绝缘介质板6上，包括顶端相对，且中心对称的第一个天线臂单元和第二个天线臂单元，该第一个天线臂单元和第二个天线臂单元均呈等腰三角形的形状，两者的顶端隔开第一预设距离；其中，第一个天线臂单元和第二个天线臂的两底端分别沿平行于等腰三角形对称轴的方向朝向内侧对称延伸，形成矩形微带线2 ;第一个天线臂单元的矩形微带线与第二个天线臂单元的矩形微带线隔开第二预设距离，且通过电阻连接。以下分别对本实施例自补型雷达天线的各个组成部分进行详细说明。金属腔体5产生镜像电流，增加了天线的辐射方向性，同时可以屏蔽外界电磁干扰。请参照图1，金属腔体5仅保留其底壁、左侧壁及右侧壁，其前侧壁和后侧壁，即第一个天线臂单元和第二个天线臂单元底边对应的壁，被省略。背腔的高度H为天线工作中心频率对应自由空间波长的四分之一。本领域技术人员应当清楚，金属腔体5的前侧面和背侧面对应的是天线的H面，即磁面。H面的金属壁不影响天线的辐射性能，因此，从节约成本和便于维护的原则出发，所述的金属背腔H面所对应的侧臂被去掉。需要说明的是，本专利技术的其他实施例中，金属腔体同时具有底壁、左侧壁、右侧壁、前侧壁和后侧壁，同样可以实现本专利技术。此外，请参照图1，金属腔体5的左侧壁和右侧壁向外侧延伸，形成条带状的翼部，该翼部的宽度约为IOmm,其上加工有螺孔,用于固定绝缘介质板。本实施例中，金属腔体由厚度为Imm的铝合金板材经弯折制成，制备非常简便，极大的节约了成本。绝缘介质板为环氧树脂玻璃纤维介质板，其厚度介于0.5毫米至3毫米之间，其介电常数为4.4，覆盖于金属腔体5的上端面开口，其左右两侧通过螺钉(4-1?4-6)固定在金属腔体5的翼部上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自补型雷达天线，其特征在于，包括：金属腔体(5)，其上端面开口，其下端形成一凹入的背腔；绝缘介质板(6)，固定于所述金属腔体(5)的上端面开口处；蝶形天线臂(1)，由金属材料制备，呈平面状形成于所述绝缘介质板(6)上，包括顶端相对，且中心对称的第一个天线臂单元和第二个天线臂单元，该第一个天线臂单元和第二个天线臂单元均呈等腰三角形的形状，两者的顶端隔开第一预设距离；其中，所述第一个天线臂单元的两底端分别沿平行于等腰三角形对称轴的方向朝向蝶形天线臂(1)内侧对称延伸，形成两条矩形微带线(2)；所述第二个天线臂单元的两底端分别沿平行于等腰三角形对称轴的方向朝向蝶形天线臂(1)内侧对称延伸，形成两条矩形微带线，所述第一天线臂单元的矩形微带线与处于同侧的第二天线臂单元的矩形微带线对称，两者隔开第二预设距离且通过电阻电性连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴世有，王友成，邵金进，陈洁，张锋，方广有，张晓娟，
申请(专利权)人：中国科学院电子学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11