超寬帶脈沖天線及其陣列波束掃描的研究.pdf

1、無載波的脈沖技術和超寬帶技術在目標識別、成像、反隱身、抗干擾以及超寬帶通信等方面已經得到了廣泛的應用，作為脈沖和超寬帶系統(tǒng)的關鍵部件之一的天線，也己成為研究重點。本文主要圍繞幾類超寬帶脈沖天線、超寬帶脈沖天線陣列及其波束掃描進行了研究，內容主要集中于脈沖天線陣列時/頻域特性、平面超寬帶天線小型化設計、電連接超寬帶槽天線陣列設計、陣列波束掃描以及用于波束掃描的延時器設計等五個方面。本文的工作和創(chuàng)新成果如下：
　　 1.利用介質覆層

2、的方式來提高天線的增益，仿真得到了有效的結果，單層介質可提高天線的增益約3dB。介質材料應用于微帶天線是新型高增益天線的一個重要發(fā)展方向。這種研究對于媒質在天線中的應用具有很好的指導作用，而且對小型化高增益天線的開發(fā)具有重要的參考價值。
　　 2.為了配合某項目“XXXXXX”要求的小口徑(7cm)天線，本文優(yōu)化設計了幾種超寬帶脈沖天線，這些天線都具有加載技術新穎、面積小、帶寬寬，增益高，方向性好、剖面低的特點。每一種加載技術都

3、解決了一定的技術問題：提高輻射效率及降低頻率應用了加載束縛口徑環(huán)技術；為了消除脈沖波形的振鈴及諧振嚴重的問題，采用了環(huán)形雙貼片引導技術；為了使該系統(tǒng)的工作頻帶不與GSM系統(tǒng)發(fā)生串擾，采用了重疊加載環(huán)技術在GSM-1800處形成阻帶。
　　 3.設計了一種采用共面波導饋電的新型鎖芯結構貼片天線，最大口徑為5cm，該天線的帶寬從1.4GHz到11GHz均為通帶，且具有良好的全向性，測試與仿真得到了一致的結果。
　　 4.為了

4、使高斯脈沖輻射具有更高的保真性，提高天線的輻射效率，在課題組研究的一體化槽天線的基礎上，本文通過電連接一體化天線的方法提高天線的輻射效率，使天線輻射低頻信號的能力增強，阻抗帶寬也得到了明顯的改善。一體化單天線的阻抗帶寬為295MHz到560MHz，帶寬僅為265MHz；而電連接后其阻抗帶寬為186MHz到760MHz，帶寬為574MHz,低頻特性得到了明顯的改善，有效地提高了天線的輻射效率，因此更適用于超寬帶脈沖武器輻射裝置。
　

5、　 5.超寬帶沖激雷達包含了激光延遲控制器，脈沖源和發(fā)射天線陣列等重要部分。利用超寬帶天線陣列和延時控制器的設計來實現UWB時域天線陣列掃描有著廣泛的應用前景，比如移動目標的檢測與跟蹤技術的實現。本文仿真測試了一簡單的兩單元線陣的波束掃描情況，其掃描精度與計算值相吻合。
　　 6.本文設計了一種低成本、高量程、多路輸出、結構簡單的延時器，其掃描精度較高。根據波束掃描理論擬合出了一個掃描角度與對應光纖長度的經典公式，為設計延時器