【摘 要】
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本文研究用于超宽带系统的Vivaldi天线。超宽带技术在短距离高速无线通信系统中有着广泛的应用,超宽带技术固有的特点和特定的应用决定了其辐射系统天线部分有别于传统的宽带
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本文研究用于超宽带系统的Vivaldi天线。超宽带技术在短距离高速无线通信系统中有着广泛的应用,超宽带技术固有的特点和特定的应用决定了其辐射系统天线部分有别于传统的宽带和窄带天线,超宽带天线是在窄带基础上发展起来的,由于是系统辐射或接收的关键性部分,因此超宽带天线性能的好坏直接影响着整个系统的运行。因此有必要开展超宽带天线系统的研究。本文的研究来源于总装项目的一个子课题。研究内容集中于该系统的辐射部分,主要研究了一体化辐射系统的三个部分:光导开关、Blumlein形成线和Vivaldi天线。首先深入分析了瞬态电脉冲源光导开关的发展史、研究现状、研究内容、工作原理及其应用前景;其次分析了脉冲形成线Blumlein线的工作过程,它在该系统中的作用:倍压、截波、储能,根据它的三个功能确定了它的几个参数。利用电磁仿真软件CST对Blumlein形成线进行了建模仿真计算,最后对Blumlein形成线的实物进行了实验测试;再次分析了Vivaldi天线的发展史,三种典型的馈电结构:同轴线-槽线馈电、共面波导-槽线馈电和微带线-槽线馈电,分析了它的工作原理,最后对先前的Vivaldi天线进行了改进,提出了电连接的方法,两个天线通过电连接形成阵列可以使低频降低到原来的一半左右,项目中使用的是脉宽为1ns的高斯脉冲,对它的时域波形进行傅里叶变换可以得到它的频谱图,可看到它的能量大部分集中在500MHz以内,而且越靠近低频能量分布越多,所以降低天线的低频可以大大地提高它向周围空间辐射的电磁波的能量。最后将光导开关、Blumlein形成线和电连接的Vivaldi天线进行了一体化,在CST中进行了建模和仿真计算,并对加工的实物进行了实验测试。
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