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探地雷达天线由于其运用场合的特殊性,其带宽、脉冲响应,还有方向性等指标一直都是设计重点。本论文主要针对探地雷达天线的输入阻抗带宽进行设计,进而考虑到探地雷达天线的脉冲响应以及方向性,从而实现探地雷达天线宽带、脉冲响应好、方向性强的设计目的。
本论文首先介绍了宽带天线的一些基本概念以及常用的设计手段,并进一步分析了几种典型的宽带天线,特别地着重分析了微带槽线天线的工作原理,从而完成对宽频带探地雷达天线的设计可行性分析。
其次,在理论分析的基础上,确定探地雷达天线的设计可行性后,进而提出了实验模型,结合电磁场传输线分析理论以及场的分析方法,利用CST电磁仿真软件进行了大量的仿真试验,最后进行了实际天线的研制和测试,给出了可靠的实验数据,完成了几种可行的宽频带探地雷达天线的研制。本文主要对几种宽带端射天线进行了研究,按照天线的工作原理来分,分为行波天线和加载天线,按照天线的结构来分,可以分为线性槽线天线,Vivaldi锥削形天线,结合BALUN结构的Vivaldi锥削形微带超宽带天线,带有延迟线的Vivaldi天线。
最后,在进行宽频带天线设计的时候,由于天线的多次反射会产生脉冲波形的拖尾,而脉冲波形拖尾是必须解决的有害因素。因此,本文又研究了有效延迟脉冲波形拖尾的方法,并给出了试验结果。