超宽带脉冲天线研究综述

论文

第２３卷第５期

２００８年１０月

电波科学学报

ＣＩｔｌＮＥＳＥ

Ｖ０１．２３，ＮＯ．５

Ｏｃｔｏｂｅｒ，２００８

ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＲＡＤｌＯＳＣＩＥＮＣＥ

文章编号１００５—０３８８（２００８）０５一０１００３一０６

超宽带脉冲天线研究综述。

李长勇１’２☆

杨士中１

张承畅１

（１．重庆大学通信工程学院，重庆４０００３０；２．中国人民解放军重庆通信学院，重庆４０００３５）

摘要对脉冲天线技术进行了讨论并回顾总结了它们的研究和技术发展状况，

主要包括脉冲天线的时域特征、脉冲天线的加载技术、高功率脉冲天线技术和超宽带平面天线技术几个方面。

关键词脉冲天线；加载天线；ＴＥＭ喇叭天线；平面印刷天线；电压驻波比带宽中图分类号ＴＮ８２０

文献标志码Ａ

Ｒｅｖｉｅｗｏｆｕｌｔｒａ－ｗｉｄｅｂａｎｄｐｕｌｓｅ

ＬＩ

（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ

ａｎｔｅｎｎａ

Ｃｈａｎｇ－ｙｏｎ９１’２

ＹＡＮＧＳｈｉ－ｚｈｏｎ９１

ＺＨＡＮＧＣｈｅｎｇ－ｃｈａｎ９１

ｏｆＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｏｆｃｈｏｎｇｑｉｎｇｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００３０，Ｃｈｉｎａ；

２．Ｃｏｌｌｅｇｅ

ｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇ

Ｃｏｍｍｕｎｉｃｔｉｏｎ

ｏ｝Ｐ．Ｌ。Ａ．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００３５，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ

Ｒｅｃｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｈｅｕｌｔｒａ－ｗｉｄｅｂａｎｄｐｕｌｓｅａｎｔｅｎｎａ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅ

ａｎｔｅｎｎａｓ

ｔｉｍｅ～ｄｏｍａｉｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｐｕｌｓｅａｎｔｅｎｎａ。ｔｈｅｌｏａｄｅｄｐｕｌｓｅ

ｇＹ，ｈｉｇｈ

ｐｏｗｅｒｐｕｌｓｅ

ａｎｔｅｎｎａｓ

ｔｅｃｈｎｏｌｏ—

ａｎｔｅｎｎａｓ

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄ

Ｕｌｔｒａ—ｗｉｄｅｂａｎｄｐｌａｎａｒ

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｅｔｃ．，ｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄａｎｄｒｅｖｉｅｗｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ

ｐｕｌｓｅａｎｔｅｎｎａ；ｌｏａｄｅｄ

ａｎｔｅｎｎａ；ＴＥＭｈｏｒｎａｎｔｅｎｎａ；ｐｌａｎａｒ－ｐｒｉｎｔｅｄ

ａｎｔｅｎｎａ；ｖｏｌｔａｇｅｓｔａｎｄｗａｖｅｒａｔｉｏｂａｎｄ

１

引言

等［１—３，冲激雷达对非金属反步兵地雷的探测具有相当的优势。探地雷达最小探测深度可在几个厘米，最大深度可在３０～５０ｍ。

用于脉冲发射的天线有双锥天线或单锥天线，以及其平面结构的领结天线，ＴＥＭ喇叭天线等，为了更好地进行雷达接收后续信号处理及提高探测效果，展宽天线的带宽、减小脉冲的失真是研究的一条主线。研究方法多是从时域进行，通过对天线的脉冲激励，观测天线的辐射电场的时域波形变化，常用保真系数这一参数来表征脉冲信号的失真程度。时域有限差分法（ＦＤＴＤ）特别适合用于分析这种瞬态信号，在这种天线研究中的应用最多；矩量法（ＭＯＭ）也可通过多次宽带频点的分析后用傅氏反变换也可得到时域波形。

脉冲天线不仅可用于雷达，也可用于通信。

基于短脉冲技术的雷达是超宽带雷达的一种形式，比其他形式的超宽带雷达如线性调频、伪随机编码、频率步进信号、随机噪声波雷达占有更宽的带宽，这种直接发射脉冲的雷达又称为非正弦波雷达、基带雷达、视频脉冲雷达、时域雷达、无载波雷达等。这些雷达中的短脉冲多为冲激脉冲，脉冲宽度在纳秒（ｎｓ）级或亚纳秒级，频带宽度在吉赫兹（ＧＨｚ）级，比带宽（最高频率与最低频率之比）达１０：１，这种频带对天线提高出了很高的要求。目前这种雷达在远距离对空目标探测上有一定的应用，但由于功率有限使其作用距离有限，但在地下目标探测中应用广泛，如工程地质结构探测、道路下空洞及裂缝调查、埋设物探测、水坝的缺陷检测、隧道及堤岸探测

＊

收稿日期：２００７—０９—１４．基金项目：重庆市院士基金（ＣＳＴＣ：２００８ＢＣ２００１）；重庆大学研究生科技创新基金

第1页下一页