【摘 要】
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电离层测高仪、高分辨浅层探冰雷达、探地雷达等探测系统发射和接收的信号都是宽带或超宽带电磁波信号，具有较高的距离分辨力。电离层测高仪用于空间电离层的观测，高分辨浅层探
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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电离层测高仪、高分辨浅层探冰雷达、探地雷达等探测系统发射和接收的信号都是宽带或超宽带电磁波信号，具有较高的距离分辨力。电离层测高仪用于空间电离层的观测，高分辨浅层探冰雷达则用来探测极地冰川的分层结构和厚度。本文围绕实验室承担的国家863项目、国家自然基金项目以及国家气象局气象预警项目等课题的需求，对宽带天线的特性和设计方法进行了深入的分析研究，给出了几种宽带天线的设计方法，研制出天线样机或产品分别在电离层测高仪、探冰雷达等电磁探测系统中得到成功应用。论文的主要工作和创新性成果包括：
(1)对传输线变压器巴伦原理和结构进行了分析研究，分别建立了阻抗比为整数比和分数比的变压器巴伦模型，在详细总结传输线变压器的设计及其补偿技术基础上，提出了根据端接负载的实频阻抗设计变压器的方法，并应用于实际的巴伦设计中，研制出的改进型巴伦成功应用于Delta天线的匹配。
(2)利用行波直导线的场和地面反射公式推出了地面上Delta天线的辐射场计算公式，提出了基于模拟退火法的Delta天线优化设计方法，分析了双线结构在改善天线特性方面的作用；设计并研制出工作带宽为1MHz～30MHz的电离层测高仪Delta天线，测高仪系统的运行结果证明了设计的有效性。
(3)根据高分辨探冰雷达系统的需求，在分析研究渐变槽天线的工作原理基础上，设计并制作了工作于0.5GHz～2GHz的小型化渐变槽天线，雷达系统测试结果表明，天线具有良好的电特性，满足实际探测系统的需要。
(4)在渐变槽天线设计中引入了非均匀波纹结构，有效地改善了渐变槽天线的低频特性，并应用于探冰雷达系统中。
(5)对共面波导转共面带线的馈电巴伦结构进行了分析研究，给出了改进的设计方法，设计并制作了改进型的双指数渐变槽天线，尺寸为258mm×200mm，但其最低工作频率达可至220MHz。
(6)提出了利用介质加载和缝隙加载改进螺旋模微带天线性能的设计方法，实际天线测试结果证实了设计方法的有效性，天线具有较好的宽带特性。
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