脈沖天線、超寬帶天線及其陣列研究.pdf

1、基于無載波的脈沖技術(shù)和超寬帶技術(shù)在目標(biāo)識(shí)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，也已成為研究重點(diǎn)。本文圍繞脈沖天線、超寬帶天線及其陣列開展研究，內(nèi)容主要集中于脈沖天線陣列時(shí)域特性、平面超寬帶天線小型化設(shè)計(jì)、平面超寬帶天線陣列設(shè)計(jì)等三個(gè)方面。本文的工作和創(chuàng)新成果如下： 1．針對(duì)時(shí)間步進(jìn)法在求解時(shí)域積分方程的過程中、以整數(shù)時(shí)刻電流電荷近似非整數(shù)時(shí)刻電流電荷引起的后期

2、振蕩的問題，對(duì)時(shí)間步進(jìn)法進(jìn)行了改進(jìn)，采用插值法較精確地計(jì)算非整數(shù)時(shí)刻電流，從而大大減小了計(jì)算中的累積誤差，改善了電流和輻射場(chǎng)的后期不穩(wěn)定性。 2．給出了相對(duì)耦合電流和相對(duì)耦合電場(chǎng)的概念，用來研究天線單元之間的耦合。利用改進(jìn)的時(shí)間步進(jìn)法對(duì)V形振子天線陣單元之間互耦、天線陣輻射特性與天線陣結(jié)構(gòu)的關(guān)系、以及天線陣的空間掃描特性進(jìn)行了研究。 3．提出了一種地板為圓環(huán)的圓形寬縫隙超寬帶天線，該天線的地板環(huán)不僅起到地板的作用，同時(shí)也

3、作為天線向外輻射的一部分，使得天線的尺寸減小。模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該天線的工作帶寬可以覆蓋3．1-10．6 GHz的UWB頻段，并在較大空間范圍內(nèi)達(dá)到波形保真度的要求。 4．在圓環(huán)地板的圓形寬縫隙天線基礎(chǔ)上，提出了一種可工作于UWB頻段的雙開環(huán)天線。該天線的輻射貼片和地板都是非閉合結(jié)構(gòu)，在其輻射貼片內(nèi)部以及地板開口處放置導(dǎo)體對(duì)天線性能的影響很小，為將來在天線內(nèi)部集成電路元器件、進(jìn)一步提高系統(tǒng)集成度提供了可能。 5．提出了

4、微帶饋電的超寬帶天線陣列的饋電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法，利用漸變的微帶線實(shí)現(xiàn)了寬頻帶阻抗變換，設(shè)計(jì)并制作了三種基本的4單元平面超寬帶天線陣結(jié)構(gòu)，并研究了天線陣內(nèi)部的各種耦合對(duì)輻射特性的影響。模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這三種結(jié)構(gòu)的天線陣都能夠工作在UWB規(guī)定的頻段內(nèi)，并且方向性和增益都有了很大的提高。主輻射方向上輻射場(chǎng)的波形保真度也滿足UWB系統(tǒng)的要求。 6．提出了漸變共面波導(dǎo)饋電的超寬帶天線陣列的饋電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)了三種基本的4單元的陣列結(jié)構(gòu)