论文部分内容阅读
随着超宽带无线通信技术的飞速发展,超宽带脉冲天线逐渐成为一个研究热点。渐变槽线天线具有端射式的行波辐射特性和超宽的频带、适中的增益、脉冲响应畸变小等优点,可被应用于超宽带通信等应用系统中。所以,对高性能超宽带渐变槽线脉冲天线的研究和设计具有理论意义和应用价值。本文将新型过孔阵列结构槽线(Post-Wall Slotline,PWS),应用于渐变槽线天线的馈电结构和辐射结构,设计适用于超宽带脉冲信号传输的低交叉极化渐变槽线天线,并对天线的频域特性和时域特性进行研究和分析。主要工作包括:(1)指数曲线PWS渐变槽线脉冲天线研究。利用PWS低阻抗特性,改善了渐变槽线天线馈电结构的匹配性能,提出并设计了具有双面对称结构的指数曲线PWS渐变槽线脉冲天线。该天线不仅馈电结构工艺简单,而且性能优良。天线实物样品的测试结果显示,阻抗带宽为1.88 GHz-20 GHz,最大增益为9.6 dBi,交叉极化电平小于-20 dB。(2)高斯曲线PWS渐变槽线脉冲天线研究。采用新型高斯曲线并引入末端半圆金属贴片,设计了内外渐变曲线均为高斯函数的PWS渐变槽线脉冲天线。该天线良好的性能说明高斯曲线适用于渐变槽线天线设计。天线仿真结果显示,阻抗带宽为2.18 GHz-20 GHz,最大增益为13.4 dBi,交叉极化电平小于-20 dB。(3)PWS渐变槽线脉冲天线性能改善的研究。利用介质透镜对电磁波相位的校正作用,改善了PWS渐变槽线脉冲天线高频增益下降情况,提出并设计了加载介质透镜的PWS渐变槽线脉冲天线。该天线能有效提高天线高频增益,增益平坦度好。天线实测结果显示,加载介质透镜后天线在14 GHz-20 GHz频段内增益提高3 dB左右。本文设计的超宽带渐变槽线脉冲天线具有超宽带性能、适中的增益和高时域脉冲波形保真度,适用于超宽带脉冲通信和雷达系统。