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原文传递高功率Vivaldi天线研究

论文题名：	高功率Vivaldi天线研究
关键词：	超宽带汽车拒止系统;Vivaldi天线;低频辐射;驻波特性;引向贴片
摘要：	超宽谱高功率微波源将广泛应用在探地雷达、高功率微波武器、电子对抗、公共安全等领域。超宽带汽车拒止系统是其中一种非致命的高功率微波武器，专门用于破坏目标车辆的引擎电子控制系统，使其停止或减速。该系统主要由Marx发生器、振荡储能结构和高功率超宽带天线三大组件构成。　　超宽带汽车拒止系统辐射部分的关键是高功率超宽带天线。该系统的脉冲形成装置产生的信号为超宽谱短脉冲，其能量主要集中在最低频率为300MHz-400MHz的低频段，故需选择一种超宽带天线作为辐射器并向低频拓展频带；天线的工作电压为几十千伏甚至更高，应防止电场异常集中产生电击穿；系统要紧凑、可车载，因此需要平面易集成的小型化天线；系统要能定向辐射至目标车辆，提高天线的增益和改善方向性是天线设计的重点和难点。综上，本文研究的超宽带天线需要具有超宽带、耐高压、高增益、平面小型化的特性。　　本文首先描述了超宽带汽车拒止系统的工作原理、应用前景和研究现状，并提出了它对辐射天线的设计要求，接着介绍了高功率超宽带天线的研究进展。针对辐射天线的设计指标，本文的工作主要包括以下几个方面。第一，综合考虑双锥天线、喇叭天线和槽线天线三种常用超宽带天线的优缺点，选择异面结构的对踵Vivaldi天线作为超宽带汽车拒止系统的辐射天线。第二，介绍对踵Vivaldi天线设计的相关理论，仿真设计出对踵 Vivaldi天线的初始结构，加工实物并进行测试。第三，在初始天线贴片两侧开横向槽和尾部开纵向槽，改善了低频辐射特性和减小了天线尺寸；接着在横向槽末端倒圆弧防止曲折边缘反射，改善了驻波特性并轻微提高了增益；随后在不增加已设计天线尺寸的基础上，在口径添加椭圆引向贴片，在一定程度上提高了增益；第四，对最终设计的异面Vivaldi天线和同面Vivaldi天线，分别从理论推导和仿真电场两方面估算并对比了它们的功率容量。最后，总结本文的主要内容和创新点，提出设计存在的缺陷以及接下来的任务。
作者：	胡琴
专业：	电子与通信工程
导师：	蒙林
授予学位：	硕士
授予学位单位：	电子科技大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文