一种用于毫米波成像安检装置的超宽带介质杆天线单元制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于毫米波成像安检装置的超宽带介质杆天线单元，介质杆天线单元为整体结构，分为：燕尾匹配段（１）、渐变段（２）、辐射段（３）。燕尾匹配段（１）为燕尾型，渐变段（２）、辐射段（３）为锲型。在介质杆天线阵列中，将介质杆天线单元的燕尾匹配段（１）插入天线阵列的波导馈电结构中，各介质杆天线单元用于形成辐射特性，分别完成电磁波的发射和接收，供后端装置处理使用。本实用新型专利技术在一个方向渐变的结构减小了加工难度，提高了介质杆单元加工的一致性。而介质凸台结构的引入一方面提高了天线的辐射性能，另一方面在介质杆天线单元组阵时，提高了各单元插入波导中深度的一致性。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种超宽带介质杆天线单元，特别是一种用于毫米波成像安检装 置的超宽带介质杆天线单元。
技术介绍
毫米波技术被广泛运用于雷达、制导、导航、遥感和无线通信等领域，毫米波天线 成为系统的核心器件之一，特别是宽频带、小型化的天线受到越来越广泛的关注。人体毫米 波成像安检装置中用于人体扫描的天线阵中的天线单元有多种形式主要有槽线结构、贴 片天线单元、波导、偶极子单元和介质杆单元等。由于介质杆天线具有体积小重量轻、可靠 性高、可与各种载体共形、便于集成化和小型化等优点而在人体毫米波成像安检装置中广 泛运用。目前已有毫米波介质天线阵列主要由波导阵列与介质杆单元组成。其中介质杆单 元用低介电常数，相对介电常数1. 5 3. 0左右的介质材料制成，主要由匹配段和双向渐变 的辐射段等组成。将每个介质杆单元插入波导阵列的相应波导中即构成毫米波介质天线阵 列。介质杆天线单元在毫米波天线阵列中起至关重要的作用，直接影响整个天线阵的带宽、 驻波、增益、方向图和旁瓣等特性。分析以往毫米波介质杆天线单元，主要存在如下不足介质杆单元结构复杂，天线 单元加工一致性差。为了达到天线阵列的最佳性能，传统介质天线阵列介质单元的设计采 用双向锥削结构，这必将导致天线阵列单元加工难度大、天线阵列组阵中单元的一致性差 等缺点，实际阵列的性能往往达不到设计要求。
技术实现思路
本技术目的在于提供一种用于毫米波成像安检装置的超宽带介质杆天线单 元，解决以往毫米波介质天线阵列中介质杆天线单元辐射性能不佳、结构复杂和一致性差 的问题。一种用于毫米波成像安检装置的超宽带介质杆天线单元，介质杆天线单元为整体 结构，分为燕尾匹配段、渐变段、辐射段。燕尾匹配段为燕尾型，渐变段、辐射段为锲型。燕 尾匹配段的厚度和宽度对应于预定的天线阵馈电波导尺寸，燕尾匹配段的长度为预定的天 线阵馈电波导中心波长1/2 1。燕尾匹配段的厚度小于渐变段的最大厚度，且燕尾匹配段 位于渐变段尾端的中间。渐变段尾端的上下段有两个相同的介质凸台，介质凸台的高度为 预定的天线阵馈电波导中心波长的1/8 1/4。渐变段与辐射段的长度比为1 1 1 2。 渐变段的最小厚度为最大厚度的1/4 1/2，辐射段的最小厚度为最大厚度的1/4 1/2。在介质杆天线阵列中，将介质杆天线单元的燕尾匹配段插入天线阵列的波导馈电 结构中，各介质杆天线单元用于形成辐射特性，分别完成电磁波的发射和接收，供后端装置 处理使用。本技术在一个方向渐变的结构减小了加工难度，提高了介质杆单元加工的一致性。而介质凸台结构的引入一方面提高了天线的辐射性能，另一方面在介质杆天线单元 组阵时，提高了各单元插入波导中深度的一致性。由于介质杆天线单元采用特殊的设计结 构，较之传统的毫米波介质天线阵列的介质杆天线单元，本技术的介质杆天线单元简 单，加工方便，一致性好，工作频带宽，覆盖整个Ka波段。在沈.5 40GHz全频段内驻波 < 1.3，增益> 12dB，旁瓣电平低于主瓣14dB以上，增益变化3dB左右，主瓣3dB宽度在 30 50度之间，天线性能良好。附图说明图1 一种用于毫米波成像安检装置的超宽带介质杆天线单元的示意图。1.燕尾匹配段2.渐变段3.辐射段4.介质凸台具体实施方式一种用于毫米波成像安检装置的超宽带介质杆天线单元，介质杆天线单元为整体 结构，分为燕尾匹配段1、渐变段2、辐射段3。燕尾匹配段1为燕尾型，渐变段2、辐射段3 为锲型。燕尾匹配段1的厚度和宽度对应于预定的天线阵馈电波导尺寸，燕尾匹配段1的 长度为预定的天线阵馈电波导中心波长1/2。燕尾匹配段1的厚度小于渐变段2的最大厚 度，且燕尾匹配段1位于渐变段2尾端的中间。渐变段2尾端的上下段有两个相同的介质 凸台4，介质凸台4的高度为预定的天线阵馈电波导中心波长的1/8。渐变段2与辐射段3 的长度比为1 1。渐变段2的最小厚度为最大厚度的1/4，辐射段3的最小厚度为最大厚 度的1/4。在介质杆天线阵列中，将介质杆天线单元的燕尾匹配段1插入天线阵列的波导馈 电结构中，各介质杆天线单元用于形成辐射特性，分别完成电磁波的发射和接收，供后端装 置处理使用。权利要求1. 一种用于毫米波成像安检装置的超宽带介质杆天线单元，其特征在于介质杆天线单 元为整体结构，分为燕尾匹配段(1)、渐变段O)、辐射段(3)；燕尾匹配段(1)为燕尾型， 渐变段O)、辐射段(3)为锲型；燕尾匹配段(1)的厚度和宽度对应于预定的天线阵馈电 波导尺寸，燕尾匹配段(1)的长度为预定的天线阵馈电波导中心波长1/2 1 ；燕尾匹配段 (1)的厚度小于渐变段( 的最大厚度，且燕尾匹配段(1)位于渐变段( 尾端的中间；渐 变段( 尾端的上下段有两个相同的介质凸台G)，介质凸台(4)的高度为预定的天线阵馈 电波导中心波长的1/8 1/4 ；渐变段O)与辐射段(3)的长度比为1 1 1 2 ；渐变 段O)的最小厚度为最大厚度的1/4 1/2，辐射段(3)的最小厚度为最大厚度的1/4 1/2 ；在介质杆天线阵列中，将介质杆天线单元的燕尾匹配段(1)插入天线阵列的波导馈电 结构中，各介质杆天线单元用于形成辐射特性，分别完成电磁波的发射和接收，供后端装置 处理使用。专利摘要本技术公开了一种用于毫米波成像安检装置的超宽带介质杆天线单元，介质杆天线单元为整体结构，分为燕尾匹配段(1)、渐变段(2)、辐射段(3)。燕尾匹配段(1)为燕尾型，渐变段(2)、辐射段(3)为锲型。在介质杆天线阵列中，将介质杆天线单元的燕尾匹配段(1)插入天线阵列的波导馈电结构中，各介质杆天线单元用于形成辐射特性，分别完成电磁波的发射和接收，供后端装置处理使用。本技术在一个方向渐变的结构减小了加工难度，提高了介质杆单元加工的一致性。而介质凸台结构的引入一方面提高了天线的辐射性能，另一方面在介质杆天线单元组阵时，提高了各单元插入波导中深度的一致性。文档编号H01Q13/24GK201910489SQ20102068395公开日2011年7月27日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年12月28日专利技术者何巍, 年丰, 方维海, 柏兵 申请人:中国航天科工集团第二研究院二○三所本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于毫米波成像安检装置的超宽带介质杆天线单元，其特征在于介质杆天线单元为整体结构，分为：燕尾匹配段（１）、渐变段（２）、辐射段（３）；燕尾匹配段（１）为燕尾型，渐变段（２）、辐射段（３）为锲型；燕尾匹配段（１）的厚度和宽度对应于预定的天线阵馈电波导尺寸，燕尾匹配段（１）的长度为预定的天线阵馈电波导中心波长１／２～１；燕尾匹配段（１）的厚度小于渐变段（２）的最大厚度，且燕尾匹配段（１）位于渐变段（２）尾端的中间；渐变段（２）尾端的上下段有两个相同的介质凸台（４），介质凸台（４）的高度为预定的天线阵馈电波导中心波长的１／８～１／４；渐变段（２）与辐射段（３）的长度比为１∶１～１∶２；渐变段（２）的最小厚度为最大厚度的１／４～１／２，辐射段（３）的最小厚度为最大厚度的１／４～１／２；在介质杆天线阵列中，将介质杆天线单元的燕尾匹配段（１）插入天线阵列的波导馈电结构中，各介质杆天线单元用于形成辐射特性，分别完成电磁波的发射和接收，供后端装置处理使用。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方维海，年丰，柏兵，何巍，
申请(专利权)人：中国航天科工集团第二研究院二○三所，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]