超寬帶穿墻雷達天線研究與設(shè)計.pdf

1、穿墻雷達系統(tǒng)能對不透明障礙物等復(fù)雜環(huán)境下的生命跡象進行探測和定位，在城市恐怖襲擊綁架和消防救援等活動中具有非常重要的作用和意義。沖激體制的穿墻雷達是一款具有集穿透性強、抗干擾能力強、隱蔽性能好、距離向分辨率高等優(yōu)點的探測能力比較優(yōu)秀的穿墻雷達。而天線作為穿墻雷達系統(tǒng)中重要的組成部分，天線的好壞直接影響雷達系統(tǒng)的性能，因此設(shè)計一款性能較佳的天線是非常重要的，而這也是本設(shè)計的目標。本設(shè)計的工作和內(nèi)容主要包括以下幾個部分：
　　首先，簡

2、要分析和概述了穿墻雷達系統(tǒng)的背景以及其實際應(yīng)用意義，調(diào)研和分析了國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展。研究和分析了1 GHz~10 GHz頻段信號對各種墻體穿透能力，以及結(jié)合系統(tǒng)體積、雷達信號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正弦波信號作為穿墻雷達信號。然后對穿墻雷達信號頻段進行分析知其為超寬帶信號。分析出適合此類穿墻雷達的天線主要為寬帶微帶型天線和超寬帶天線。簡單介紹微帶天線擴展帶寬的方法并介紹和對比幾

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)的終點研究方向。因而進行概述Vivaldi天線的原理、發(fā)展和饋電結(jié)構(gòu)、為本文的設(shè)計作鋪墊。
　　其次，設(shè)計了一款適合穿墻雷達的天線帶漸變槽的單極子天線，詳細闡述了該天線的設(shè)計過程并對其進行分析。該天線有一個優(yōu)點就是體積小它的體積是后面設(shè)計的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到了11 GHz。并且通過分析其時域特性，表明

4、其具有良好的時域特性。
　　最后，從Vivaldi天線的結(jié)構(gòu)到設(shè)計給出了詳細分析和計算。設(shè)計主要包括饋電結(jié)構(gòu)和槽線漸變輻射器的計算和設(shè)計。然后對天線整體性能進行描述并分析其仿真和測試結(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域的輻射波形、振鈴現(xiàn)象、時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天線作為穿墻雷達系統(tǒng)的收發(fā)天線。同時對該天線構(gòu)建了模擬合成孔徑的的一維線性陣，并對組陣參數(shù)