超寬帶天線(xiàn)課件

超寬帶電子學(xué)及應(yīng)用授課教師：楊宏春第5章超寬帶天線(xiàn)設(shè)計(jì)5.1描述天線(xiàn)的參數(shù)5.1.1描述頻域天線(xiàn)的參數(shù)(1)方向圖f(θ,φ)特定頻率點(diǎn)上，天線(xiàn)的遠(yuǎn)區(qū)輻射場(chǎng)可以表示為令f(θ,φ)的最大值為1，畫(huà)出的天線(xiàn)歸一化方向圖。(2)方向性系數(shù)D相同條件下，天線(xiàn)方向圖上最大功率密度與點(diǎn)源天線(xiàn)之比(3)增益G相同輸入功率條件下，天線(xiàn)方向圖上最大功率密度與理想全向天線(xiàn)功率密度之比(4)輸入阻抗：天線(xiàn)饋電端口電壓和電流之比5.1.2描述時(shí)域天線(xiàn)的參數(shù)(1)波形保真系數(shù)兩個(gè)信號(hào)f1(t)和f2(t)的自相關(guān)和它們之間的互相關(guān)定義為兩個(gè)時(shí)域信號(hào)的波形保真系數(shù)為最大歸一化互相關(guān)系數(shù)(2)能量方向圖(3)能量方向系數(shù)(4)能量輻射效率(5)天線(xiàn)傳輸因子

(6)天線(xiàn)輸入反射系數(shù)

(7)輻射阻抗(9)天線(xiàn)波束角(10)能量因子(11)有效能量高度

(13)天線(xiàn)能量傳輸因子

(12)有效高度(14)天線(xiàn)因子

(15)有效面積Vre(t)為接收信號(hào)電壓，Ire(t)為接收電流，Ein(t)為入射電場(chǎng)5.2.1Blumlein線(xiàn)設(shè)計(jì)Blumlein形成線(xiàn)機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)儲(chǔ)能電容參數(shù)光導(dǎo)開(kāi)關(guān)輸出電脈沖波形滿(mǎn)足設(shè)PCSS電壓轉(zhuǎn)換效率為U，天線(xiàn)阻抗RA，輸出電脈沖能量out

平行板電容器電容設(shè)計(jì)應(yīng)滿(mǎn)足Blumlein線(xiàn)長(zhǎng)度參數(shù)實(shí)現(xiàn)Blumlein線(xiàn)對(duì)lock-on鎖定脈沖截波，則Blumlein線(xiàn)寬度參數(shù)微帶線(xiàn)阻抗經(jīng)驗(yàn)公式依據(jù)天線(xiàn)輸入阻抗、儲(chǔ)能電容、脈寬要求，可以確定Blumlein線(xiàn)長(zhǎng)、寬、高參數(shù)5.2.2一體化天線(xiàn)參數(shù)計(jì)算(1)高斯脈沖的頻譜分析高斯函數(shù)其中以幅值半峰值為標(biāo)準(zhǔn)，饋電脈沖帶寬[0,fh](3)槽天線(xiàn)仿真計(jì)算Vivaldi天線(xiàn)指數(shù)曲線(xiàn)指數(shù)曲線(xiàn)化簡(jiǎn)I饋電點(diǎn)縫寬對(duì)槽天線(xiàn)參數(shù)的影響縫寬為0mm時(shí)，低頻點(diǎn)最低；縫寬為0mm時(shí)，輻射帶寬內(nèi)阻抗約40；結(jié)論：縫寬取為0mmII天線(xiàn)長(zhǎng)度對(duì)槽天線(xiàn)參數(shù)的影響天線(xiàn)長(zhǎng)度增大，低頻點(diǎn)下移，但移動(dòng)幅度不大；天線(xiàn)長(zhǎng)度增大，阻抗變化率加大；結(jié)論：長(zhǎng)度取260mm有助于天線(xiàn)小型化；且阻抗變化率相對(duì)較小III天線(xiàn)寬度對(duì)槽天線(xiàn)參數(shù)的影響天線(xiàn)寬度增大，低頻點(diǎn)下移，但移動(dòng)幅度不大；天線(xiàn)寬度增大，阻抗變化率減小，但變化幅度很??；結(jié)論：寬度取260mm有助于天線(xiàn)小型化；且阻抗變化率變化幅度不大III非對(duì)稱(chēng)一體化天線(xiàn)5.3全向偶極子天線(xiàn)設(shè)計(jì)5.3.1設(shè)計(jì)要求偶極子天線(xiàn)輻射的電磁脈沖波形為類(lèi)二階高斯脈沖波形其底寬T=5ns1ns；拖尾脈沖幅值A(chǔ)1/A0.15.3.2設(shè)計(jì)思路依輸出脈沖波形頻譜確定輸入脈沖波形及天線(xiàn)尺寸采用加載等方法優(yōu)化天線(xiàn)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)指標(biāo)

5.3.3頻譜分析(1)輸出脈沖信號(hào)頻譜典型輸出脈沖信號(hào)波形函數(shù)可近似為以此對(duì)輸出脈沖信號(hào)作頻譜分析比較不同輸出脈沖信號(hào)波形，可確定輸入信號(hào)脈沖波形，天線(xiàn)中心頻率及帶寬等參數(shù)范圍(2)輸入脈沖信號(hào)頻譜依據(jù)輸出脈沖信號(hào)頻譜及輸入脈沖信號(hào)波形，確定輸入脈沖脈寬參數(shù)輸入脈沖信號(hào)采用一階高