加载天线宽带.ppt

探地雷达天线要满足:n 在在工工作作频频带带内内阻阻抗抗一一致致，，天天线线上上的的电电流流呈呈行行波分布；波分布；n 在工作频带内天线的相位中心一致；在工作频带内天线的相位中心一致；n 在工作频带内天线的最大辐射方向一致；在工作频带内天线的最大辐射方向一致；n 在在工工作作频频带带内内天天线线的的幅幅频频响响应应一一致致，，相相频频响响应线性由由上上面面可可以以看看出出，，基基于于探探地地雷雷达达的的时时域域天天线线是是一一种种宽宽带带天天线线，，下下面面就就对对宽宽带带天天线线的的基基本本知识做简要的叙述知识做简要的叙述展宽天线带宽的主要方法 n1．插入匹配网络插入匹配网络 将电抗元件、电阻元件、介质材料或有源将电抗元件、电阻元件、介质材料或有源器件置于天线的某一部分之中，其目的或者是器件置于天线的某一部分之中，其目的或者是为了减小天线尺寸，或者是提高效率，但最主为了减小天线尺寸，或者是提高效率，但最主要是为了展宽天线的带宽这些元件可以放置要是为了展宽天线的带宽这些元件可以放置在天线内部或天线的馈电端从广义上讲，天在天线内部或天线的馈电端从广义上讲，天线阻抗匹配网络是一种加载方式，用以补偿线阻抗匹配网络是一种加载方式，用以补偿（或变换）天线阻抗随频率的变化，从而展宽（或变换）天线阻抗随频率的变化，从而展宽阻抗带宽。

阻抗带宽 n2 2．宽带结构．宽带结构对于电振子天线，为了展宽带宽，通常使对于电振子天线，为了展宽带宽，通常使振子具有较大的截面，即降低振子的长度直径振子具有较大的截面，即降低振子的长度直径比，此举特别对改善工作频带内的阻抗特性有比，此举特别对改善工作频带内的阻抗特性有明显的效果明显的效果 n3 3．加载技术．加载技术在天线末端端接匹配电阻，可以吸收由于在天线末端端接匹配电阻，可以吸收由于天线末端与自由空间失配而引起的反射波能量，天线末端与自由空间失配而引起的反射波能量，这种天线通常被称为加载行波天线这种天线通常被称为加载行波天线n4 4．非频变天线．非频变天线非非频频变变天天线线包包括括平平面面螺螺旋旋、、圆圆锥锥螺螺旋旋天天线线，，对数周期天线等对数周期天线较常用对数周期天线等对数周期天线较常用 常用的时域宽带天线 n渐近线喇叭天线渐近线喇叭天线 n双锥天线双锥天线 n眼状天线眼状天线/ /水滴天线水滴天线n领结型时域宽带天线设计领结型时域宽带天线设计 时域脉冲天线 天线对时域信号的微分作用天线对时域信号的微分作用 脉冲领结天线 一般选择张角在一般选择张角在60-9060-90o o之间之间 天线的臂长是决定天线低端频率的重要天线的臂长是决定天线低端频率的重要参数，天线臂越长，天线低频覆盖性能参数，天线臂越长，天线低频覆盖性能越好越好 设计步骤 n分析信号频谱，确定天线的工作频段；分析信号频谱，确定天线的工作频段； n根据天线的频率要求，确定领结天线的根据天线的频率要求，确定领结天线的长度；长度； n根据带宽要求和雷达系统尺寸要求，确根据带宽要求和雷达系统尺寸要求，确定天线张角；定天线张角； 张角在张角在60-9060-90o o之间天线的带宽较宽。

为了系之间天线的带宽较宽为了系统的小型化，选择领结天线的张角为统的小型化，选择领结天线的张角为6060o o，，天天线臂长为线臂长为2323cmcmn对于4ns的高斯脉冲信号，天线工作频段为125MHz─505MHz，信号最强频点为315MHz脉冲信号的最大拖尾电平为主峰电平的脉冲信号的最大拖尾电平为主峰电平的2525％％ 加载天线 n终端加载领结天线（每臂的加载电阻量终端加载领结天线（每臂的加载电阻量为为100100，电阻块的宽度为，电阻块的宽度为1.51.5cm cm ））加载领结天线接收的时域波形图的脉冲信号加载领结天线接收的时域波形图的脉冲信号拖尾较无加载领结天线小，为拖尾较无加载领结天线小，为2020％％ 终端扇形加载（每臂的加载电阻量为终端扇形加载（每臂的加载电阻量为100100，，圆环形电阻块的宽度为圆环形电阻块的宽度为1.51.5cmcm ）终端加载扇形天线接收的时域波形图的脉冲终端加载扇形天线接收的时域波形图的脉冲信号拖尾较终端加载领结天线小，为信号拖尾较终端加载领结天线小，为1818％％ 无反射加载 无反射加载领结天线接收的时域波形图无反射加载领结天线接收的时域波形图的脉冲信号拖尾比终端加载扇形天线还的脉冲信号拖尾比终端加载扇形天线还要小，为要小，为1616％％ 探地雷达系统 对沙下对沙下4040cmcm深铅球（直径深铅球（直径1010cmcm））的测试图的测试图 对沙坑下对沙坑下6060cmcm深的管道（直径深的管道（直径3030cmcm））的探测图的探测图 对沙下对沙下4040cmcm深，相距深，相距1010cmcm的满水塑料瓶、金属罐、空的满水塑料瓶、金属罐、空塑料瓶（从左到右）的探测图塑料瓶（从左到右）的探测图over。