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随着电磁信号环境变得密集复杂,雷达侦察设备的性能也在逐渐加强。双极化技术能够同时接收电磁波的全部极化信息,具有较强的抗干扰能力、极化复用和极化捷变等能力。超宽带技术具有抗干扰能力强和隐蔽性好等优点。天线的性能对雷达侦察系统起到了关键性作用。将超宽带双极化天线应用到雷达侦察系统中可以提升系统性能。本文以雷达侦察为应用背景,设计适用于雷达侦察系统的双极化天线。本文具体研究内容如下:(1)互补对数周期超宽带双极化天线。针对雷达侦察系统工作频率为2-18GHz的情况,设计了一款双极化对数周期天线(Log-Periodic Antenna,LPA),该天线的设计原理为电与磁对偶原理。当电偶极子和磁偶极子相距λ/4时,天线的互补特性最佳,双极化天线在空间任一点处都是正交的,具有低剖面、高隔离度和低交叉极化的特点。该天线工作带宽为0.8-18GHz,隔离度高于34.06dB,交叉极化低于-22dB,在φ=0°时,天线的正交性能达到理论极限,且体积上比其他双极化对数周期天线减少一半。仿真结果与理论分析一致。(2)改进型巴仑的双极化Vivaldi天线。由于设计的双极化对数周期天线的体积和质量均较大,给实际应用带来了困难,为此设计了双极化Vivaldi天线。该天线采用阻抗匹配的设计方法,其中槽线和弯折的共面带状线构成新型巴仑结构。通过切角的方法,改变天线的电流分布,从而提高天线隔离度。该天线的工作带宽为2-8.834GHz,交叉极化低于-15dB,隔离度高于15dB,在-24°～28°之间正交。对天线加工测试,实验表明测试结果与仿真结果吻合。虽然该双极化Vivaldi天线比双极化对数周期天线的体积和质量明显减小,但工作带宽变窄。(3)基于缝隙-铁氧体超宽带双极化天线。铁氧体材料具有高磁导率和高介电常数的特点,有助于缩减天线体积。随着偏置磁场不断升高,铁磁共振峰不断向高频移动。首先,推导矩形铁氧体谐振器天线(Ferrite Resonator Antenna,FRA)工作在TE模时的理论公式,建立同轴馈电的线极化铁氧体谐振器天线模型。然后,采用非对称式结构实现双极化天线,另一个端口采用微带缝隙耦合的馈电方式。该天线的工作带宽为2-18GHz,在-72°～0°之间正交。仿真结果与理论分析一致。天线的尺寸较小,且满足指标要求。