本實(shí)用新型涉及超寬帶電磁脈沖輻射領(lǐng)域，涉及一種用于沖擊脈沖輻射天線饋電的超寬帶巴倫。

背景技術(shù)：

高功率超寬帶電磁脈沖因其頻譜范圍寬而在目標(biāo)探測(cè)，包括敵對(duì)目標(biāo)探測(cè)、掩體探測(cè)、空間碎片探測(cè)、管道及其泄露探測(cè)等，以及超寬帶通信、材料電特性測(cè)試等領(lǐng)域具有獨(dú)特的應(yīng)用。沖擊脈沖輻射天線(IRA)是一種基于拋物面反射器的超寬帶電磁脈沖輻射天線，由共面橫電磁波(TEM)饋臂和拋物面反射器組成，脈沖源在拋物面焦點(diǎn)處激發(fā)的球面波沿TEM饋臂傳輸至拋物面反射器，將球面波轉(zhuǎn)換為平面波輻射到自由空間。饋臂入端阻抗一般設(shè)計(jì)為200Ω，由正負(fù)差分脈沖源饋電。而實(shí)際設(shè)計(jì)的脈沖源往往為單邊脈沖源，輸出阻抗一般為50Ω，因而需要設(shè)計(jì)不平衡-非平衡的巴倫，以實(shí)現(xiàn)脈沖源與IRA的匹配連接。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服沖擊脈沖輻射天線與脈沖源在超寬帶頻譜范圍內(nèi)的匹配連接問題，提供一種用于沖擊脈沖輻射天線饋電的超寬帶巴倫，實(shí)現(xiàn)IRA在超寬帶頻帶范圍內(nèi)的高效饋電。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型包括PCB板，PCB板上敷設(shè)有第一微帶線，與第一微帶線垂直敷設(shè)有第二微帶線，PCB板固定在金屬殼體內(nèi)，金屬殼體上安裝有有與第一微帶線連接的接頭，以及分別與第二微帶線兩端連接的兩個(gè)同軸電纜安裝孔，接頭與脈沖源相連接，第一微帶線的阻抗為50Ω，第二微帶線的阻抗為100Ω。

所述PCB板上開設(shè)有用于與金屬殼體固定的定位孔。

所述PCB板的厚度為1mm，介質(zhì)相對(duì)介電常數(shù)ε_r為3.7。

所述第一微帶線的寬度為2.7mm，第二微帶線的寬度為0.7mm。

所述接頭采用SMA接頭。

所述同軸電纜安裝孔上固定有100Ω的同軸電纜，同軸電纜的內(nèi)導(dǎo)體與PCB板的第二微帶線相連接，同軸電纜的外導(dǎo)體通過電纜安裝孔與金屬殼體連接，并通過頂蓋螺絲壓緊固定。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用兩根特性阻抗為100Ω等長(zhǎng)同軸電纜在輸入端并聯(lián)，形成50Ω阻抗與脈沖源匹配；在輸出端串聯(lián)，形成200Ω特性阻抗與IRA輸入阻抗匹配。該結(jié)構(gòu)同時(shí)將脈沖源輸出的單邊脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)，實(shí)現(xiàn)IRA的差分饋電。巴倫設(shè)計(jì)了微帶線結(jié)構(gòu)，并采用印制電路板實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的封裝。本實(shí)用新型將巴倫由同軸電纜串并聯(lián)實(shí)現(xiàn)，其下限頻率可低至0，同時(shí)其輸入端由印制電路板封裝的微帶線設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，提高了其上限響應(yīng)頻率，并保證了耐壓水平。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的原理圖；

圖2為本實(shí)用新型PCB板的示意圖；

圖3為本實(shí)用新型的俯視圖；

圖4為本實(shí)用新型的后視圖；

圖5為本實(shí)用新型的左視圖；

圖6為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1、第一微帶線；2、第二微帶線；3、定位孔；4、接頭；5、PCB板；6、同軸電纜安裝孔；7、金屬殼體；8、同軸電纜。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。

參見圖1至圖6，本實(shí)用新型包括PCB板5，PCB板5上敷設(shè)第一微帶線1，與第一微帶線1垂直敷設(shè)第二微帶線2，PCB板5固定在金屬殼體7內(nèi)，金屬殼體7上安裝與第一微帶線1連接的SMA接頭4，以及分別與第二微帶線2兩端連接的兩個(gè)同軸電纜安裝孔6，接頭4與脈沖源相連接，第一微帶線1的阻抗為50Ω，第二微帶線2的阻抗為100Ω，PCB板5上開設(shè)有用于與金屬殼體7固定的定位孔3。同軸電纜安裝孔6上固定有100Ω的同軸電纜8，同軸電纜8的內(nèi)導(dǎo)體與PCB板5的第二微帶線2相連接，同軸電纜8的外導(dǎo)體通過電纜安裝孔6與金屬殼體7連接，并通過頂蓋螺絲固定。

優(yōu)選的，PCB板5的厚度為1mm，介質(zhì)相對(duì)介電常數(shù)ε_r為3.7，第一微帶線1的寬度為2.7mm，第二微帶線2的寬度為0.7mm，接頭4采用SMA接頭。

實(shí)施中，巴倫輸入端設(shè)計(jì)了“T”型微帶線阻抗變換結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)了金屬殼體對(duì)輸入端結(jié)構(gòu)進(jìn)行了封裝，保證了所設(shè)計(jì)巴倫結(jié)構(gòu)上的可靠性。

微帶線的特性阻抗計(jì)算公式為：

其中W為微帶線寬度，d為介質(zhì)板厚度，ε_e為有效介電常數(shù)，其表達(dá)式為

式(2)中，ε_r為介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)。

為了評(píng)估所設(shè)計(jì)巴倫的性能，將其與IRA連接，采用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(上限頻率為3GHz)對(duì)巴倫輸入端口的S11參數(shù)進(jìn)行了測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在0～3GHz頻段內(nèi)，巴倫輸入端口的S11參數(shù)均小于-10dB，表明采用所設(shè)計(jì)的巴倫，IRA在0～3GHz頻帶范圍內(nèi)的饋電效率可高達(dá)90％以上。此外，將所設(shè)計(jì)的巴倫用于3.5kV饋電IRA輻射系統(tǒng)，天線輻射性能良好，表明巴倫脈沖耐壓水平大于3.5kV。