文档介绍：TEM喇叭阵列天线要点总结计划
TEM喇叭阵列天线要点总结计划
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TEM喇叭阵列天线要点总结计划
TEM喇叭阵列天线
高功率电磁脉冲的辐射日趋成为研究的热门
EMP模拟器
Impulse雷达
HPM武器
对天线的要求
很低的频次重量
特其他波形
对感兴趣的目标产生谐振（ Impulseradar ）
HPM
怎样实现
单脉冲源：
单天线，TEM喇叭，反射面，
阵列辐射，高功率，高压极限
模式控制等技术上困难
复杂的馈电系统，体积大成本高
阵列脉冲源：
低压脉冲源阵列的长处是 fastrisetime
无颤动（与真空管，火化放电等比较）
实现波束电扫描
能够实现很大的阵列孔径和很高的功率
Z
θ
入射波方向
图1TEM喇叭阵列的几何构造
我们研究的阵列天线如图 1所示，由TEM喇叭天线组成。其最高
工作频次（ h dx,dy）单元天线之间的互耦比较小；而频次很低时
ldx,dy）存心设计天线使互耦比较大，以提升天线低频特征。中间心频次时，互耦对天线的影响怎样使本届研究的问题。剖析表示：
TEM喇叭阵列的近似频带限制为，最高工作频次受栅瓣条件限制，
低频受整个天线阵列的瓣波长尺寸限制。
剖析方法
假定：整个阵列单元数好多，尺寸很大，使得天线阵列的边沿步
影响每个单元的辐射特征。也就是说，不考虑天线阵的边沿效应，对
每个单元天线来说，天线阵列都是无穷大的。
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值得注意的是，关于有限阵列来说，当整个天线阵列的尺寸小于
半个波长时（在极化方向），天线将不可以有效地辐射或许接收电磁信
号。
在文件（AP-42,-1630,1994;RadioSci.,,-1179,
1996）给出的周期混淆有限元法（periodichybridfinite-element
approach）中，天线单元被分红周围体的体积单元，在体积单元上定
义电场的睁开函数。如图 2所示，一个TEM喇叭单元的网格，喇叭
内的网格被移去，以便显示喇叭的形状。效法网格中能够包含电阻元
件，以便模拟点源和负载。
Y
X
Z
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（喇叭内的网格被移去）。
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这里睁开函数是线性边沿基矢量元。有限元地区是由周期性辐射
界限条件决定的（+z和-z两边）平面之间的地区。鉴于积分方程的
条件对随意方向的出射波供给无反射汲取界限，此外，在单元周围的
边壁上，逼迫知足周期性条件，有效地拘束x和y方向两个相反的面
有（与阵列扫描角相应的）相位移。最后，导出一组方程并且针对每
一个扫描角和频次来求解。
在下边的议论中，网格的边长小于等于最高频次的十分之一波长，
在源点邻近，网格区分应该更细。应用双共轭梯度法解矩阵方程，误
差门限为1 105。计算与周期辐射界限有关的矩阵项时取 Floquet模式
的阶数为 10 n,m 10。这样的网格尺寸，模式数量以及偏差门限可
导风光源，内阻 0/2
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。 (a)双极化，(b)垂直极化，(c)有空隙垂直极化
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dy天线阵拥有自补构造，也就是说，以任何一个馈
以保证给出计算的收敛到 %范围内。
平面双锥阵列天线
TEM喇叭的极限状况是180的平面双锥天线。图给出了平面双锥阵列天线几种形式。由于信号源是串连形式，所以平面双锥阵列天线的工作频次能够特别低。实质上，天线阵的低端频次限制是整个天线阵的尺寸能否大于半个波长。
对大部分应用来说，平面双锥阵列天线其实不是最优天线，由于它
是双向天线，在全部频次上在阵面两边有相同的辐射波束。风趣的是，
当阵元的尺