超宽带天线理论与技术.0004new

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1、微波技术网技术资料库～天线技术A-PDFSplitDEMO:Purchasefromwww.A-PDF.comtoremovethewatermark更多内容详见http://imw.itown.cc独家整理，转载请注明本站资源计算并测量了水平线结构bowtie天线的宽边方向，干燥沙地中16cm深处垂直表面的发射波形，如图3.67所示。计算波形和测量波形之间的差异是由于，这种情况下测量的是探头末端的感应电压（V），而计算的是探头位置的电场强度（V/m）。测量曲线自然要受地下探头特性的影响。为了排除探头

2、特性对测量的影响，基于Yarovoy等人(Electron.Lett.Vol.36,(20),p.1679-1680,2000)的程序作了改进，结果在图3.67中给出。表明PVC支撑的影响是支撑端的反射。反射出现在主脉冲过后0.3ns处，图3.67中最大可见的反射在1.5ns处。在大约1.2ns处反射最小值在反射最大值之前来到并降低了主脉冲的最大值。应当注意到，图3.68如图1所示线结构bowtie天线，不同高度情况下归一化表面发射波形（天线在地表面下16cm处，宽边方向），地参数为ε=2.5,σ=0

3、.004S/m。r去相关程序是假定了正入射平面波，因此会引起天线末端脉冲辐射误差，即辐射脉冲达到探测器是斜射方向。图3.69不同张角情况下归一化表面发射波形（天线在地表面下16cm处，宽边方向）。水平放置线bowtie天线长度为50cm，直径2mm，天线离地面5mm，地参数为ε=2.5,σ=0.004S/m。r超宽带天线理论与技术第169页，共555页微波技术网技术资料库～天线技术更多内容详见http://imw.itown.cc独家整理，转载请注明本站资源计算了不同天线高度情况下，线结构bowtie

4、天线宽边方向，地面下16cm深处的归一化发射波形，如图3.68所示。用ε=4,σ=0.004S/m的半空间作为地面模型。在图3.68中r发现，在低高度时波形振幅增加，这是由于天线靠近地面时天线-地面耦合增强的缘故。图中看到，由于有限的电导率，地面的作用像一个电阻负载，因为天线接近地面时末端反射减小。还可以看到，仅当天线高度为cm量级时地面的影响才比较明显。这个结果说明，有耗地面的吸收特性，当天线非常靠近地面时晚期震荡将是一个次要问题。图3.70(a)测量的和(b)计算的表面辐射场等强度线（干燥沙地，天

5、线在地表面下16cm处，用dB表示）。水平放置的线bowtie天线如图1所示，天线离地高度2cm。计算了不同张角线结构bowtie天线（天线离地5mm）某些地下深度的归一化波形，如图3.69所示。考虑的张角分别是10º，30º，70º和130º，分别相应于每个线结构bowtie天线臂由2，4，8和14个线元构成，相邻线元之间夹角为10º。观察到当张角增加时波形振幅增大。根据图8归一化波形，很明显增大张角将改善天线带宽。当天线张角增大时，反射电平降低也证明了这一结论。但是，可以看到张角大于70º以后，反

6、射电平很稳定，基本上不再变化。D.天线辐射场等强度线天线辐射场等强度线定义为，在地表面或者地下一个水平面内发射波形峰值的分布图。它表明了天线照明区域的形状和尺寸。在许多GPR应用中，天线辐射场等强度线起着很重超宽带天线理论与技术第170页，共555页微波技术网技术资料库～天线技术更多内容详见http://imw.itown.cc独家整理，转载请注明本站资源要的作用，因为当天线照明区域的形状和尺寸与目标相当时，雷达图像可以明显改善。当天线照明区域尺寸太大时，会造成地面回波起伏。换句话说，当天线照明区域尺

7、寸太小时，则雷达的B型扫描双曲线太小难以实现检测。最佳天线照明区域的形状和尺寸对改善目标定位非常重要。对于长目标，例如埋设的管子和电缆，希望天线照明区域形状是细长形的；对于圆形目标例如地雷，则希望天线照明区域形状是圆形的。图3.70a给出了地表面下16cm深处水平面内的天线照明区域形状和尺寸的测量结果。计算的结果在图3.70b中给出，它预告了测量结果。图3.71计算的表面辐射场等强度线（天线在地表面下16cm处，用dB表示）。(a)水平放置的线结构bowtie天线每个臂有两个单元二者之间的张角为10°

8、。（b）天线每个臂有16个单元总的张角为150°。天线离地高度2cm，地面为干燥沙地，ε=2.5,σ=0.004S/m。r图3.71是两种极端情况下的数字计算结果：一种是天线张角非常大，另一种是天线张角非常小。图3.71a是水平放置的线结构bowtie天线辐射场等强度线计算结果(天线每个臂有两个单元，二者之间的张角为10º)。这种情况下辐射场等强度线是细长形状的，适合探测长目标。图3.71b是每个臂有16个单元的大张角线结构bowtie天线的辐射场等强度