基于電光調(diào)制器的微帶天線瞬態(tài)電場(chǎng)傳感器研究.pdf

1、在高功率電磁環(huán)境中，核爆炸電場(chǎng)脈沖、雷電電磁脈沖及高功率超寬帶電磁武器輻射的高功率微波都是一種無(wú)載波脈沖信號(hào)。
　　本文以集成光學(xué)光波導(dǎo)電光調(diào)制器和小型微帶天線為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)并制作了對(duì)瞬態(tài)電場(chǎng)進(jìn)行時(shí)域測(cè)量的傳感器。
　　在緒論中，系統(tǒng)介紹了基于電光調(diào)制器的電場(chǎng)傳感器研究現(xiàn)狀和發(fā)展軌跡。通過(guò)對(duì)比，指出調(diào)制器外部加裝傳感天線能便捷、經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)電場(chǎng)測(cè)量。在第二章基礎(chǔ)理論部分，圍繞實(shí)驗(yàn)中用到的集成光學(xué)瞬態(tài)電場(chǎng)傳感系統(tǒng)，將傳感器相關(guān)

2、的知識(shí)背景進(jìn)行梳理。在系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)電光調(diào)制器電極、外部接收天線和瞬態(tài)脈沖信號(hào)重點(diǎn)分析。
　　通過(guò)對(duì)瞬態(tài)電場(chǎng)具有寬頻帶、高功率等基本特性的分析，結(jié)合電光調(diào)制器調(diào)制原理，得出在外部加裝傳感天線的傳感器理論模型。傳感器的設(shè)計(jì)從調(diào)制器電極的結(jié)構(gòu)參數(shù)和微帶天線結(jié)構(gòu)的選取兩部分展開。
　　針對(duì)調(diào)制器的行波電極系統(tǒng)，分析了中心電極寬度、電極間距、緩沖層厚度和電極厚度等參數(shù)對(duì)特性阻抗和折射率 Neff的影響。分段優(yōu)化了電極系統(tǒng)的各部分，

3、綜合考慮后，得出了電極的制作尺寸。在器件制作完成后，帶寬測(cè)試表明3 dB帶寬在1 GHz左右，能很好的實(shí)現(xiàn)對(duì)瞬態(tài)電場(chǎng)頻譜的覆蓋。以等效相位中心穩(wěn)定為標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)天線輻射方向圖的分析，2＃微帶天線在10~400 MHz范圍內(nèi)方向圖H面能基本保持全向輻射，符合瞬態(tài)脈沖對(duì)接收天線的帶寬要求。
　　完成制作后，對(duì)電光調(diào)制器、微帶天線及其構(gòu)成的傳感器進(jìn)行了頻域性能測(cè)試。通過(guò)非對(duì)稱光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)偏置的調(diào)制器，實(shí)驗(yàn)測(cè)試當(dāng)波長(zhǎng)為1549.55 n