文档介绍：电子科技大学
硕士学位论文
时域宽带天线的设计及其在系统中的应用
姓名:周游
申请学位级别:硕士
专业:电磁场与微波技术
指导教师:潘锦
20050106
要摘用电磁波对地下目标进行探测其探测能力依赖于探测信号频率。高频电磁波的探测分辨率好,低频电磁波的穿透能力强。采用具有丰富频率成分的带宽探测信号进行对地探测,可很好地兼顾探测深度和探测分辨率之间的矛盾。因此,近年来采用无载波短脉冲体制的探地雷达在考古、工程地质以及军事对地探测等领域得到日益广泛的应用。按照对地目标探测的一般需要,通常采用纳秒到十纳秒量级的电磁探测窄脉冲,信号频谱具有从直流低频宣到千兆赫兹的宽带。由此可见,在探地雷达中要求收发天线不但要有良好的对地辐射性能,还要求天线具有极大的瞬时带宽,时域探地雷达的天线设计成为探地雷达中最重要的关键技术。目前用于窄脉冲信号辐射的天线主要有取⒘旖崽煜吆图釉靥煜叩形式。其中领结形天线能较好的兼顾瞬时带宽、信号保形以及有效辐射等方面的性能,而且制作简单、轻便,是目前探地雷达所采用的一种主流天线。本文首先通过分析时域脉冲辐射信号的频谱,确定天线的工作频率和带宽,设计出传统领结天线、终端加载领结天线,以及无反射集总电阻加载天线;然后,根据在探地雷达应用中满足信号最大能量对地辐射的要求提出了一种快速有效的时域背腔式领结天线的设计方法,该方法简便实用,便于在探地雷达系统的整体工程化设计中使用;最后,所提出的设计方法得到了数值仿真结果和实验的验证,并在探地雷达整机的开发和设计中得到了成功应用。关键词:探地雷达;脉冲信号;领结天线;背腔电子科技大学硕士论文
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签名:一匹签日期:年隆独创性声明关于论文使用授权的说明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明日期:年,月本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含确的说明并表示谢意。扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑
绪论本文着重研究工作于窄脉冲探地雷达收发天线的工程技术问题。在对目前时域宽带天线进行概述的基础上,介绍了自己研制的几种工作于窄脉冲探地雷达的时域宽带天线,并提出了新的思路。以下是自己的主要工作和工作成果:分析领结天线的电性能,并且得出工程设计方法;针对加载天线对时域性能的改善做详细的研究,其中包括对终端加载领结天线、终端加载扇形天线和无反射加载天线进行加载设计,加载形式包括集总加载和分布加载;分析天线加背腔对天线系统的性能改善,设计合理的背腔结构。煜哐兄品矫妫在论文期间,制作了适合咚孤龀逍藕诺牧旖崽煜摺⒅斩思釉亓旖天线、扇形加载领结天线和无反射加载领结天线,通过测试得到了良好的时域性能。此外,将制作好的天线应用于背腔结构中,成功改善了天线对地探用时域有限差分法对领结天线和终端加载领结天线进行数值仿真,得出的结果和测试结果吻合。煜哂τ眉笆笛榉矫妫在论文的最后,将成功研制的天线与探地雷达系统集成,进行外场的探全文在安排上分六个主要部分进行论述:第一章介绍了研究工作背景、探地雷达系统的主要技术指标以及探地雷达研究现状及发展趋势。在第二章中对时域宽带天线进行了概述,并介绍了一些常用的时域宽带天线。第三章详细介绍了领结天线、终端加载领结天线、终端加载扇形天线和无反射加载领结天线四种天线的工程设计和测试结果。第四章介绍了背腔式领结天线的设计思路和测试结果,并且对探地雷达系统中收发天线的隔离性能进行了实验评估。第五章介绍了时域砺酆凸こ躺杓品矫妫测的性能。捣椒ǚ抡娣矫妫地实验,并收到理想的效果。有限差分法对领结天线和终端加载领结天线的仿真。第六章介绍了前面研制的天线应用于探地雷达系统中的一些外场实验。电子科技大学硕士论文
第一章探地雷达系统的概述探地雷达背景杲辛颂降乩状锏氖状斡τ谩!2捎梦尴叩绺缮娣ú獗ǖ暮年德国人状尾捎玫绱判藕盘讲獾叵碌慕鹗裟勘辍辏德国人在他的专利中描述了利用电磁信号对地下目标进行定位的应用”闔谄溲芯抗ぷ髦胁捎昧寺龀寮际趵慈范ǖ叵侣裆栉锏慕构特征,他注意到,不仅仅是电导率,任何介电特性的变化都将造成电磁波的反射。他的发现首次确定了地下电磁波回波信号与地下介质及目标间的本质联系,从而为探地雷达在技术和方法上提供了优