超寬帶穿墻雷達(dá)天線研究與設(shè)計(jì).pdf

1、穿墻雷達(dá)系統(tǒng)能對(duì)不透明障礙物等復(fù)雜環(huán)境下的生命跡象進(jìn)行探測(cè)和定位，在城市恐怖襲擊綁架和消防救援等活動(dòng)中具有非常重要的作用和意義。沖激體制的穿墻雷達(dá)是一款具有集穿透性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)、隱蔽性能好、距離向分辨率高等優(yōu)點(diǎn)的探測(cè)能力比較優(yōu)秀的穿墻雷達(dá)。而天線作為穿墻雷達(dá)系統(tǒng)中重要的組成部分，天線的好壞直接影響雷達(dá)系統(tǒng)的性能，因此設(shè)計(jì)一款性能較佳的天線是非常重要的，而這也是本設(shè)計(jì)的目標(biāo)。本設(shè)計(jì)的工作和內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)部分：
　　首先，簡(jiǎn)

2、要分析和概述了穿墻雷達(dá)系統(tǒng)的背景以及其實(shí)際應(yīng)用意義，調(diào)研和分析了國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展。研究和分析了1 GHz~10 GHz頻段信號(hào)對(duì)各種墻體穿透能力，以及結(jié)合系統(tǒng)體積、雷達(dá)信號(hào)波形和沖激體制最終確定以1.5 GHz~4.5 GHz頻段的高斯脈沖加載3 GHz正弦波信號(hào)作為穿墻雷達(dá)信號(hào)。然后對(duì)穿墻雷達(dá)信號(hào)頻段進(jìn)行分析知其為超寬帶信號(hào)。分析出適合此類穿墻雷達(dá)的天線主要為寬帶微帶型天線和超寬帶天線。簡(jiǎn)單介紹微帶天線擴(kuò)展帶寬的方法并介紹和對(duì)比幾

3、種超寬帶天線，最終確定帶漸變槽的單極子天線和Vivaldi天線作為該系統(tǒng)的終點(diǎn)研究方向。因而進(jìn)行概述Vivaldi天線的原理、發(fā)展和饋電結(jié)構(gòu)、為本文的設(shè)計(jì)作鋪墊。
　　其次，設(shè)計(jì)了一款適合穿墻雷達(dá)的天線帶漸變槽的單極子天線，詳細(xì)闡述了該天線的設(shè)計(jì)過程并對(duì)其進(jìn)行分析。該天線有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是體積小它的體積是后面設(shè)計(jì)的Vivaldi天線的體積的50％，而且?guī)u變槽的單極子天線的高頻特性非常好達(dá)到了11 GHz。并且通過分析其時(shí)域特性，表明

4、其具有良好的時(shí)域特性。
　　最后，從Vivaldi天線的結(jié)構(gòu)到設(shè)計(jì)給出了詳細(xì)分析和計(jì)算。設(shè)計(jì)主要包括饋電結(jié)構(gòu)和槽線漸變輻射器的計(jì)算和設(shè)計(jì)。然后對(duì)天線整體性能進(jìn)行描述并分析其仿真和測(cè)試結(jié)果。主要包括頻域的回波損耗、輻射方向圖以及峰值增益和時(shí)域的輻射波形、振鈴現(xiàn)象、時(shí)域方向圖以及保真系數(shù)等方面的分析。通過比較這兩款天線性能，最終選擇Vivaldi天線作為穿墻雷達(dá)系統(tǒng)的收發(fā)天線。同時(shí)對(duì)該天線構(gòu)建了模擬合成孔徑的的一維線性陣，并對(duì)組陣參數(shù)