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(shù)和超寬帶技術(shù)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(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，作為脈沖和超寬帶系統(tǒng)的關(guān)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(nèi)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(shè)計、電連接超寬帶槽天線陣列設(shè)計、陣列波束掃描以及用于波束掃描的延時器設(shè)計等五個方面。本文的工作和創(chuàng)新成果如下：
　　 1.利用介質(zhì)覆層

2、的方式來提高天線的增益，仿真得到了有效的結(jié)果，單層介質(zhì)可提高天線的增益約3dB。介質(zhì)材料應(yīng)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(zhì)在天線中的應(yīng)用具有很好的指導(dǎo)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(shè)計了幾種超寬帶脈沖天線，這些天線都具有加載技術(shù)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(shù)都

3、解決了一定的技術(shù)問題：提高輻射效率及降低頻率應(yīng)用了加載束縛口徑環(huán)技術(shù)；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(dǎo)技術(shù)；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(shù)在GSM-1800處形成阻帶。
　　 3.設(shè)計了一種采用共面波導(dǎo)饋電的新型鎖芯結(jié)構(gòu)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(jié)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(chǔ)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(shè)計來實現(xiàn)UWB時域天線陣列掃描有著廣泛的應(yīng)用前景，比如移動目標的檢測與跟蹤技術(shù)的實現(xiàn)。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(shè)計了一種低成本、高量程、多路輸出、結(jié)構(gòu)簡單的延時器，其掃描精度較高。根據(jù)波束掃描理論擬合出了一個掃描角度與對應(yīng)光纖長度的經(jīng)典公式，為設(shè)計延時器