小型化脈沖及超寬帶天線的研究.pdf

1、脈沖天線和超寬帶天線在超寬帶雷達、探地雷達、無線通信等領(lǐng)域有著廣泛的應用，其特性的好壞對系統(tǒng)的整體性能有著重要的影響。本文結(jié)合國家自然科學基金項目，教育部新世紀人才支持計劃項目和博士點基金項目的內(nèi)容，從理論和實際兩方面深入研究了小型化、集成化脈沖天線和超寬帶天線的特性及分析設計方法，提出了幾種低輪廓脈沖和超寬帶天線結(jié)構(gòu)；研究了天線對超寬帶脈沖信號波形設計的影響；研究了人體對脈沖天線特性的影響。 本論文完成的主要研究工作和創(chuàng)新性成

2、果如下： 1.從時域的角度出發(fā)，研究了方形環(huán)天線上的時域電流、天線的輻射脈沖峰值、拖尾、畸變等特性與結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系。研究結(jié)果表明，進行適當加載的環(huán)天線的輻射信號和激勵信號的相關(guān)性可以達到很高，適用于作為相關(guān)接收天線。 2.在研究天線時域特性的基礎(chǔ)上，對表述輻射脈沖特性的振蕩系數(shù)提出了修正建議。 3.通過改變饋電結(jié)構(gòu)、底盤的尺寸、上錐的張角等方法，研究了盤錐天線的輸入和輻射特性隨天線結(jié)構(gòu)的變化關(guān)系，設計了主輻射方向

3、在水平面內(nèi)的低輪廓脈沖天線。 4.提出了在盤錐天線的錐頂端單側(cè)加臂的方式來改進天線低頻性能的方法，該方法增加天線上電流的路徑長度，可以在天線的物理高度不變的情況下，有效增加天線的電長度。這種方法改進了盤錐天線的低頻特性，可以降低天線的輪廓，實現(xiàn)天線的低輪廓和小型化。 5.研究了線形偶極天線的輻射特性和天線末端產(chǎn)生反射和輻射的物理機理，給出了改善偶極天線幅頻特性的方法。提出了葉形超寬帶天線和在饋電點附近單側(cè)加載介質(zhì)的葉形方

4、向性脈沖天線，使偶極類結(jié)構(gòu)天線實現(xiàn)了良好的寬帶特性，并得到一種輻射脈沖拖尾較小的低輪廓方向性脈沖天線。 6.以三階微分Rayleigh脈沖通過電阻加載偶極天線輻射的情況為例，研究了天線對超寬帶系統(tǒng)脈沖信號波形設計的影響。研究發(fā)現(xiàn)，脈沖信號通過天線后，輻射的脈沖信號會出現(xiàn)展寬效應，所覆蓋的頻譜整體向低頻端移動。為此，需要采用更窄的三階微分Rayleigh脈沖或者高階微分的Rayleigh脈沖作為激勵信號，才能保證通過天線后的輻射信