一种组合结构超宽带天线制造技术

技术编号:40921965 阅读:2 留言:0更新日期:2024-04-18 14:46
本技术公开了一种组合结构超宽带天线,包括印刷电路板和两个正中位置处开缝的辐射金属片,电路板正面设有用于引导电磁波向空间辐射的渐变槽线结构,背面设有用于实现微波信号的传输和终端匹配的传输组件,金属片通过缝隙垂直卡在电路板上并通过焊接条带固定连接,两个金属片对称分布于电路板左右两侧,所述电路板正反面通过金属片上的预留孔连通。本技术简化了天线结构,降低了制作和焊接难度,适用于大规模生产,提高了生产效率和降低了成本;并且该天线具有较大的工作带宽,拓展低频工作范围,并且降低了后向辐射,适用于探地雷达的不同工作频率需求;此外由于重量的减轻,尤其适用于需要长时间手持或安装在小型设备上的探地雷达。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于地球物理探测领域,尤其涉及一种组合结构超宽带天线


技术介绍

1、由于探地雷达工作频率较低,即工作波长较长,因此对天线的尺寸和重量提出了较高要求。隔空测量时,为了降低背景干扰,需要控制主波束的宽度,使其尽可能集中在地下目标上,同时减少散射到周围环境中的能量。

2、超宽带天线是一种适用于超宽带信号传输的天线,其设计能够覆盖宽频段,一般从几百兆赫兹(mhz)到几十吉赫兹(ghz)。由于超宽带天线需要在工作频率范围内具有较好的性能,因此其尺寸和重量通常较大。然而,对于探地雷达来说,由于工作频率较低,因此对超宽带天线的尺寸和重量有较高的要求,现有超宽带天线难以满足要求。

3、当前大量应用于通信、雷达测量等领域的常用超宽带天线包括渐变槽线的vivaldi天线、蝶形天线、双脊背喇叭天线等。

4、vivaldi天线和蝶形天线为平面结构,其中vivaldi天线主波束处于该平面内,蝶形天线主波束则垂直于该平面;较小尺寸的平面结构天线可用印刷电路板直接制作,其优点是印刷制作的馈电结构精度较高、便于提高天线工作频率的上限、且加工十分便捷,缺点是工作频率较低时要求较大的平面尺寸,导致其结构强度较低、且大面积印刷电路板的材料成本相对较高。

5、双脊背喇叭天线则为立体结构,通过天线开口口面尺寸的设计,其h面和e面的波束宽度均可得到有效减少,天线增益相对更高,其缺点是工作在微波段的双脊背喇叭天线馈电部分加工要求较高、难度较大,且工作频率较低(如vhf、p等波段)情况双脊背喇叭天线占用体积较大。

6、综上所述,现有的超宽带天线在满足探地雷达要求方面存在以下缺点和不足之处:

7、1.尺寸和重量要求高:由于探地雷达工作频率较低,天线需要具备较大的尺寸才能实现波束控制和背景干扰降低,但超宽带天线通常设计用于高频段,因此其尺寸和重量不适合低频段的探地雷达应用。现有的超宽带天线在低频段的工作范围受限,尺寸较大且难以缩小。

8、2.制作复杂和焊接难度高:超宽带天线的设计涉及到频率范围广泛,需要考虑多个频段不同的要求,这增加了天线设计的复杂性和成本。现有的天线结构相对复杂,包括复杂的馈电结构和多组件的组合。这导致了天线的加工制作和焊接难度较大

9、3.受频率范围限制,工艺要求高:由于探地雷达对超宽带天线的要求较高,需要在工作频率范围内保持较好的性能,这对天线的制造工艺提出了较高要求。

10、4.结构强度低:目前常用的超宽带天线结构,如平面结构的vivaldi天线和蝶形天线,尺寸较小时结构强度较低,不利于应对探地雷达的工作环境。

11、5.高材料成本:大面积印刷电路板制作的超宽带天线,尤其是工作频率较低时,需要较大尺寸的材料,导致材料成本相对较高。

12、6.体积较大:某些超宽带天线,如双脊背喇叭天线,由于工作频率较低,其占用体积较大,不利于探地雷达的便携性和操作性。

13、因此,现有的超宽带天线在探地雷达应用中存在尺寸、重量、设计复杂性、工艺要求、结构强度、材料成本和体积等方面的不足之处,需要进一步的研究和改进。

14、现有公告号为cn211578968u的中国技术申请文件公开了一种混合结构超宽带天线,“一种混合结构超宽带天线,其特征在于,所述超宽带天线包括:vivaldi天线;以及加长辐射板,所述加长辐射板平行于所述vivaldi天线设置,所述加长辐射板的一端与所述vivaldi天线中的渐变槽线开口较大的一端连接。”,换言之,这种混合结构超宽带天线,是由pcb馈电和渐变槽线、加强辐射板以及渐变辐射扩展面组成,三者间通过焊接连接,降低了对pcb面积以及机加工需求;但是,该混合结构超宽带天线,由于组件较多,渐变辐射扩展面加工工序复杂等,该天线在进行批量生成时仍存在制作和安装工序较为复杂、效率较低的问题;并且该天线包括一个安装盒,将多个部件整合在一起,使得天线的总体积较大。


技术实现思路

1、为解决以上所述现有技术中存在的问题,本技术的目的在于提供一种将渐变槽线结构的印刷电路板以及由辐射金属片形成的蝶形天线进行组合的超宽带天线,两部分通过焊接构成完整的超宽带天线,具有工作带宽较大、结构简单、重量轻、制作便捷等优点。

2、为实现上述目的及其他相关目的,本技术采用以下技术方案:

3、本技术提供一种组合结构超宽带天线,包括印刷电路板和两个辐射金属片,所述印刷电路板的正面设有用于引导电磁波向空间辐射的渐变槽线结构,所述印刷电路板的背面设有用于实现微波信号的传输和终端匹配的传输组件,所述印刷电路板的正面和背面均设有焊接条带,所述印刷电路板与所述辐射金属片通过焊接条带固定连接,且两个辐射金属片对称分布于印刷电路板的左右两侧,所述辐射金属片上均开设有一用于与所述焊接条带焊接的缝隙,所述缝隙位于所述辐射金属片的正中位置处,所述辐射金属片通过缝隙卡在所述印刷电路板上,使所述辐射金属片平面与所述印刷电路板平面互相垂直,且所述缝隙位置与所述焊接条带位置相对应,所述辐射金属片上还设有微带馈电线预留孔,使所述印刷电路板的正面和背面通过微带馈电线预留孔连通。

4、作为优选的技术方案,所述渐变槽线结构包括渐变槽线和开口圆环,所述开口圆环位于渐变槽线的下方,并且开口圆环与渐变槽线的宽度收窄端相连。

5、作为优选的技术方案,所述传输组件包括微带馈电线和扇形终端,所述微带馈电线一端位于印刷电路板的边缘,另一端与扇形终端的圆心角相连。

6、作为优选的技术方案,所述缝隙的缝宽与所述印刷电路板的厚度一致。

7、作为优选的技术方案,所述辐射金属片的形状包括长方形或三角形。

8、作为优选的技术方案,所述辐射金属片的材质包括覆铜基板或锡焊金属片。

9、作为优选的技术方案,当位于印刷电路板背面处的一侧焊接条带穿过微带馈电线,辐射金属片的缝隙边缘与微带馈电线有交点时,辐射金属片上对应交点位置处开设有微带馈电线预留孔。

10、如上所述,本技术具有以下有益效果:

11、(1)本技术的一种组合结构超宽带天线,通过结合印刷电路板与辐射金属片组合构成的小型化超宽带天线,能够拓展低频工作范围,并降低了后向辐射。

12、(2)本技术的一种组合结构超宽带天线,采用了全印刷电路板制作,可以使加工制作更加高效便捷。

13、(3)本技术的一种组合结构超宽带天线,通过将天线结构简化为印刷电路板和平板状的辐射金属片,降低了组件制作和焊接难度,尤其对于批量生产而言,这种简化结构能够提高生产效率,降低生产成本;同时,天线的材料成本也得到了有效降低,适用于大规模生产,提高生产效益。

14、(4)本技术的一种组合结构超宽带天线,采用了印刷电路板技术,使天线的尺寸能够被有效控制,并且能够实现较大的工作带宽,能够更好地适应探地雷达的不同工作频率需求。

15、(5)本技术的一种组合本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种组合结构超宽带天线,其特征在于,包括印刷电路板(1)和两个辐射金属片(2),所述印刷电路板(1)的正面设有用于引导电磁波向空间辐射的渐变槽线(3)结构,所述印刷电路板(1)的背面设有用于实现微波信号的传输和终端匹配的传输组件,所述印刷电路板(1)的正面和背面均设有焊接条带(7),所述印刷电路板(1)与所述辐射金属片(2)通过焊接条带(7)固定连接,且两个辐射金属片(2)对称分布于印刷电路板(1)的左右两侧,所述辐射金属片(2)上均开设有一用于与所述焊接条带(7)焊接的缝隙,所述缝隙位于所述辐射金属片(2)的正中位置处,所述辐射金属片(2)通过缝隙卡在所述印刷电路板(1)上,使所述辐射金属片(2)平面与所述印刷电路板(1)平面互相垂直,且所述缝隙位置与所述焊接条带(7)位置相对应,所述辐射金属片(2)上还设有微带馈电线预留孔(8),使所述印刷电路板(1)的正面和背面通过微带馈电线预留孔(8)连通。

2.根据权利要求1所述的一种组合结构超宽带天线,其特征在于,所述渐变槽线(3)结构包括渐变槽线(3)和开口圆环(4),所述开口圆环(4)位于渐变槽线(3)的下方,并且开口圆环(4)与渐变槽线(3)的宽度收窄端相连。

3.根据权利要求1所述的一种组合结构超宽带天线,其特征在于,所述传输组件包括微带馈电线(5)和扇形终端(6),所述微带馈电线(5)一端位于印刷电路板(1)的边缘,另一端与扇形终端(6)的圆心角相连。

4.根据权利要求1所述的一种组合结构超宽带天线,其特征在于,所述缝隙的缝宽与所述印刷电路板(1)的厚度一致。

5.根据权利要求1所述的一种组合结构超宽带天线,其特征在于,所述辐射金属片(2)的形状包括长方形或三角形。

6.根据权利要求1所述的一种组合结构超宽带天线,其特征在于,所述辐射金属片(2)的材质包括覆铜基板或锡焊金属片。

7.根据权利要求1所述的一种组合结构超宽带天线,其特征在于,当位于印刷电路板(1)背面处的一侧焊接条带(7)穿过微带馈电线(5),辐射金属片(2)的缝隙边缘与微带馈电线(5)有交点时,辐射金属片上对应交点位置处开设有微带馈电线预留孔(8)。

...

【技术特征摘要】

1.一种组合结构超宽带天线,其特征在于,包括印刷电路板(1)和两个辐射金属片(2),所述印刷电路板(1)的正面设有用于引导电磁波向空间辐射的渐变槽线(3)结构,所述印刷电路板(1)的背面设有用于实现微波信号的传输和终端匹配的传输组件,所述印刷电路板(1)的正面和背面均设有焊接条带(7),所述印刷电路板(1)与所述辐射金属片(2)通过焊接条带(7)固定连接,且两个辐射金属片(2)对称分布于印刷电路板(1)的左右两侧,所述辐射金属片(2)上均开设有一用于与所述焊接条带(7)焊接的缝隙,所述缝隙位于所述辐射金属片(2)的正中位置处,所述辐射金属片(2)通过缝隙卡在所述印刷电路板(1)上,使所述辐射金属片(2)平面与所述印刷电路板(1)平面互相垂直,且所述缝隙位置与所述焊接条带(7)位置相对应,所述辐射金属片(2)上还设有微带馈电线预留孔(8),使所述印刷电路板(1)的正面和背面通过微带馈电线预留孔(8)连通。

2.根据权利要求1所述的一种组合结构超宽带天线,其特征在于,所述渐变槽线(3)结构包括渐变槽线(3)和开口圆环...

【专利技术属性】
技术研发人员:梁子长
申请(专利权)人:上海匀羿电磁科技有限公司
类型:新型
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1