指数渐变tem喇叭辐射脉冲波形畸变研究

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1、指数渐变TEM喇叭辐射脉冲波形畸变研究　　摘要：指数渐变TEM喇叭沿主轴方向长度一定时，主射方向上辐射脉冲峰峰值随口径高度递增，当辐射脉冲峰峰值到达最大值后，辐射脉冲峰峰值随着口径高度递减，并且辐射脉冲波形发生畸变。为了分析响应波形畸变原因，基于等效开路传输线模型给出指数渐变TEM喇叭脉冲响应的近似表达式，并且结合指数渐变TEM喇叭内部的电磁能量流动过程修正辐射脉冲表达式。理论分析表明，指数渐变TEM喇叭辐射脉冲由两个分量叠加而成，并且这分量之间存在的相对时延与高度渐变线的相对变化率正相关，过大的相对时延会使辐射脉冲的波形发生畸变，从而导致辐射脉冲峰峰值小于同尺寸线性渐变TEM喇叭

2、的辐射脉冲峰峰值。利用电磁仿真软件得到相同尺寸的指数渐变TEM喇叭与线性渐变TEM喇叭的辐射脉冲波形，通过二者之间的对比验证理论分析的正确性。关键词：TEM喇叭；指数渐变线；脉冲响应；相对时延中图分类号：TN822.8?34文献标识码：A文章编号：1004?373X（2014）03?0084?04Analysisonwaveformdistortionoftheradiationpulse11withexponentialtaperedTEMhornLIUXue?ming，LIAOCheng，FENGJu（InstituteofElectromagnetics，SouthwestJ

3、iaotongUniversity，Chengdu610031，China）Abstract：WhenthemainaxiallengthoftheexponentialtaperedTEMhornisconstant，thepeak?peakvalueoftheradiationpulseincreaseswiththeapertureheight，afterthemaximumisreached，thepeak?peakvalueoftheradiationpulsedecreaseswiththeapertureheightandthedistortionwouldoccur

4、totheradiationpulsewaveform.Inordertoanalyzethecausesofthewaveformdistortion，anapproximateexpressionofpulseresponsewithexponentialtaperedTEMhornisgivenbasedontheequivalentopencircuitedtransmissionlinemodel，andtheexpressionismodifiedbytracingtheelectromagneticenergyflowintheTEMhorn.Theoreticala

5、nalysisresultsshowthattheradiationpulseconsistsoftwocomponents，inwhichtherelativetimedelayandrelativechangerateofthetransitionlinehavepositivecorrelation.Whentherelativetimedelayistoo11large，thedistortionwilloccur，thusthepeak?peakvalueislowerthanthatoflineartaperedTEMhornwiththesamesize.Thewav

6、eformofexponentialtaperedTEMhornandlineartaperedTEMhornswiththesamesizeareobtainedbyelectromagneticsimulationsoftware，comparisonvalidationprovedthecorrectnessofthetheoreticalanalysisresults.Keywords：TEMhorn；exponentialtaperedline；pulseresponse；relativetimedelay0引言TEM（TransverseElectro11Magneti

7、c）喇叭天线作为常用的时域天线被广泛研究，并且以单个天线、天线阵列单元、反射面天线馈源等形式用于高功率微波武器、探测、通信等众多领域。阻抗加载技术使线性渐变TEM喇叭上的电流表现为行波特性，消除反射导致的响应波形拖尾[1]。王磊等通过数值计算和实测，给出线性渐变TEM喇叭沿主轴方向长度一定时的最佳口径[2]。指数渐变TEM喇叭采用外形控制法控制天线阻抗代替阻抗加载，提高了TEM喇叭天线的辐射效率[3]。但是，对于高斯脉冲激励的指数渐变TEM喇叭，当沿主轴方向长度一定时