蝶形偶极子缝隙天线基板制造方法及蝶形偶极子缝隙天线与流程

本发明涉及一种射频和工程物探技术领域，是一种蝶形偶极子缝隙天线基板制造方法及蝶形偶极子缝隙天线。

背景技术：

探地雷达作为一种有效的无损探测手段越来越多的应用工程物探领域，并且使用范围越来越广。随着探地雷达的使用及技术的发展，探地雷达天线也向着更宽的频带，更好的介质匹配，更大的效率、更小的体积等多方面发展。传统的电阻末端加载或分步电阻加载形成的天线虽然通过加载能够满足天线使用的带宽，但天线系统存在效率低下，带宽内阻抗平坦度不好，天线和发射机、接收机匹配性能差，在实际的探测中，由于电阻末端加载和分步加载的不均匀性，探地雷达系统的拖尾、振荡、振铃等现象严重，这些因素严重制约了探地雷达的使用和数据处理，制约了探地雷达技术的发展。

技术实现要素：

本发明提供了一种蝶形偶极子缝隙天线基板制造方法及蝶形偶极子缝隙天线，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决传统的电阻末端加载或分步电阻加载天线存在的行波性能差、不利于和发射机、接收机匹配的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种蝶形偶极子缝隙天线基板制造方法，包括以下步骤：

获取平面蝶形偶极子天线基板，其中平面蝶形偶极子天线包括左右对称分布的第一部分和第二部分，第一部分和第二部分的长均为l；

对平面蝶形偶极子天线基板进行缝隙加工，即在第一部分上以其馈电点为圆心，分别以l-l为半径开设弧形槽，其中，每个弧形槽的宽度均为l，每个弧形槽的长度为对应半径的每个弧形槽的深度均为d，第二部分与第一部分结构相同；

在每个弧形槽内填充吸收介质形成蝶形偶极子缝隙天线基板，其中吸收介质包括碳浆、铁氧体磁性材料和纳米银粉。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述第一部分的外边沿可为以第一部分馈电点为圆心，以第一部分的长l为半径的圆弧，作l的垂直平分线，垂直平分线将第一部分分为左半体和右半体，对左半体进行变形，使左半体的上边沿和下边沿分别与垂直平分线和右半体相交成一点，且左半体的上边沿和下边沿分别与l相平行，第二部分与第一部分左右对称分布且结构相同。

上述第一部分的长可为左半体的长与右半体的长之和，即为l＝l1+l2，其中λm为天线的中心波长。

上述第一部分和第二部分的夹角r均可为60度，第一部分馈电点和第二部分馈电点之间的间距可为4毫米。

上述平面蝶形偶极子天线基板的厚度可大于2.5毫米。

上述吸收介质可包括碳浆、铁氧体磁性材料和纳米银粉，其比例为碳浆73％，铁氧体磁粉14％，纳米银粉13％。

上述在每个弧形槽内填充吸收介质形成蝶形偶极子缝隙天线基板，晾干后可通过矢量网络分析仪进行测试，测试通过后形成最终的蝶形偶极子缝隙天线基板。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种蝶形偶极子缝隙天线，包括支撑部件、中空且上端开口的金属屏蔽壳和上述权利要求1至7中任一项所述的蝶形偶极子缝隙天线基板制造方法制造的蝶形偶极子缝隙天线基板，在金属屏蔽壳的中部设有金属隔板，金属隔板将金属屏蔽壳内腔分为左腔室和右腔室，在左腔室的中部设有支撑部件，支撑部件下端与金属隔板底部安装在一起，在支撑部件顶部设有蝶形偶极子缝隙天线基板，且蝶形偶极子缝隙天线基板与金属屏蔽壳上端安装在一起，对应支撑部件外侧的左腔室内填充有吸波材料，右腔室和左腔室的结构相同。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述支撑部件可为尼龙支撑部件，尼龙支撑部件呈柱状中空结构。

上述吸波材料可为柔性海绵吸波材料。

本发明通过在平面蝶形偶极子天线基板开设弧形槽，并填充吸收介质形成蝶形偶极子缝隙天线基板，相较于传统电阻末端加载和分步加载天线，本发明通过缝隙加载的方式，电磁波在天线表面行进过程中通过弧形槽内的吸收介质进行传导并逐次平缓吸收，增加了天线的行波性能，使频带内天线阻抗变化缓慢，利于和发射机、接收机匹配，使得最终形成的探地雷达系统拖尾振荡小，天线效率高，利于数据解释。

附图说明

附图1为本发明实施例1的流程图。

附图2为本发明实施例1中平面蝶形偶极子天线基板的平面示意图。

附图3为本发明实施例1中蝶形偶极子缝隙天线基板的平面示意图。

附图4为本发明实施例2蝶形偶极子缝隙天线的俯视结构示意图。

附图5为附图4中a-a的剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为平面蝶形偶极子天线基板，2为第一部分，3为第二部分，4为馈电点，5为弧形槽，6为金属屏蔽壳，7为支撑部件，8为金属隔板，9为蝶形偶极子缝隙天线基板，10为吸波材料，11为螺丝。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图5的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

实施例1：如附图1、2、3所示，该蝶形偶极子缝隙天线基板制造方法，包括以下步骤：

s1，获取平面蝶形偶极子天线基板1，其中平面蝶形偶极子天线包括左右对称分布的第一部分2和第二部分3，第一部分2和第二部分3的长均为l；

s2，对平面蝶形偶极子天线基板1进行缝隙加工，即在第一部分2上以其馈电点4为圆心，分别以l-l为半径开设弧形槽5，其中，每个弧形槽5的宽度均为l，每个弧形槽5的长度为对应半径的每个弧形槽5的深度均为d，第二部分3与第一部分2结构相同；

s3，在每个弧形槽5内填充吸收介质形成蝶形偶极子缝隙天线基板9，其中吸收介质包括碳浆、铁氧体磁性材料和纳米银粉。

上述平面蝶形偶极子天线基板1为现有公知技术，平面蝶形偶极子天线基板1可采用rf-4聚四氟乙烯板加工而成，平面蝶形偶极子天线基板1上的平面蝶形偶极子天线为敷铜电路，平面蝶形偶极子天线基板1的厚度根据实际需求设定，本发明可大于2.5毫米，如图1所示平面蝶形偶极子天线基板1包括左右对称分布的第一部分2和第二部分3，第一部分2和第二部分3的夹角r均可为60度，第一部分2馈电点4和第二部分3馈电点4之间的间距可为4毫米。

本发明在对平面蝶形偶极子天线基板1进行缝隙加工时，是在第一部分2上以其馈电点4为圆心，分别以l-l为半径开设弧形槽5，第二部分3与第一部分2左右对称分布且结构相同；这里最外侧的弧形槽5以l-l为半径开设，能保证开设完整的最外侧弧形槽5；每个弧形槽5的宽度l根据实际情况设定，可为3毫米，每个弧形槽5的长度为对应半径的每个弧形槽5的深度d，根据实际情况设定，可为1.5毫米。

本发明通过在平面蝶形偶极子天线基板1开设弧形槽5，并填充吸收介质形成蝶形偶极子缝隙天线基板9，相较于传统电阻末端加载和分步加载天线，本发明通过缝隙加载的方式，电磁波在天线表面行进过程中通过弧形槽5内的吸收介质进行传导并逐次平缓吸收，增加了天线的行波性能，使频带内天线阻抗变化缓慢，利于和发射机、接收机匹配，使得最终形成的探地雷达系统拖尾振荡小，天线效率高，利于数据解释。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

如附图1、2、3所示，所述第一部分2的外边沿为以第一部分2馈电点4为圆心，以第一部分2的长l为半径的圆弧，作l的垂直平分线，垂直平分线将第一部分2分为左半体和右半体，对左半体进行变形，使左半体的上边沿和下边沿分别与垂直平分线和右半体相交成一点，且左半体的上边沿和下边沿分别与l相平行，第二部分3与第一部分2左右对称分布且结构相同。

这里第一部分2和第二部分3的外边沿采用弧形设计，能避免电流突变。同时对第一部分2的左半体和第二部分3的右半体进行变形设计，能减小天线的尺寸。

如附图1、3所示，所述第一部分2的长为左半体的长与右半体的长之和，即为l＝l1+l2，其中λm为天线的中心波长。

如附图1、3所示，所述吸收介质包括碳浆、铁氧体磁性材料和纳米银粉，其比例为碳浆73％，铁氧体磁粉14％，纳米银粉13％。其中碳浆可采用jelcon日本十条油墨导电ch-8(mod2)导电碳浆。

如附图1所示，在每个弧形槽5内填充吸收介质形成蝶形偶极子缝隙天线基板9，晾干后通过矢量网络分析仪进行测试，测试通过后形成最终的蝶形偶极子缝隙天线基板9。

实施例2：如附图3、4、5所示，该蝶形偶极子缝隙天线，包括支撑部件7、中空且上端开口的金属屏蔽壳6和蝶形偶极子缝隙天线基板9，在金属屏蔽壳6的中部设有金属隔板8，金属隔板8将金属屏蔽壳6内腔分为左腔室和右腔室，在左腔室的中部设有支撑部件7，支撑部件7下端与金属隔板8底部安装在一起，在支撑部件7顶部设有蝶形偶极子缝隙天线基板9，且蝶形偶极子缝隙天线基板9与金属屏蔽壳6上端安装在一起，对应支撑部件7外侧的左腔室内填充有吸波材料10，右腔室和左腔室的结构相同。

上述金属隔板8将金属屏蔽壳6内腔分为左腔室和右腔室，在左腔室和右腔室的支撑部件7顶部分别设有蝶形偶极子缝隙天线基板9，使其一个作为发射天线，一个作为接收天线。

上述支撑部件7和金属屏蔽壳6可齐平，同时在对应支撑部件7外侧的左腔室内填充吸波材料10时，也可保证吸波材料10与金属屏蔽壳6齐平，从而保证天线在装配完成后不发生较大的变形。上述支撑部件7与金属屏蔽壳6之间、蝶形偶极子缝隙天线基板9与金属屏蔽壳6之间均可通过螺丝11进行固定，从而保证蝶形偶极子缝隙天线基板9的稳定性。

上述支撑部件7可选用玻璃钢法兰。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

根据需要，所述支撑部件7为尼龙支撑部件，尼龙支撑部件呈柱状中空结构。

根据需要，所述吸波材料10为柔性海绵吸波材料。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。