分层介质上天线性能分析

论文摘要

探地雷达和超宽带穿墙雷达在军事和民用方面有着广泛应用,作为其中关键性部件之一的天线,其性能直接影响到系统的探测分辨率、定位精度以及目标识别能力等。在这些应用系统中天线的性能一方面由天线的本身结构决定,另一方面在很大程度受到环境(地面、墙体)的影响。通过分析发现这些天线都工作在一些分层介质(地面、墙体)上,因此分析分层介质上天线性能具有十分重要的意义。本文对分层介质上天线的性能进行了研究和分析,主要内容包括分层介质格林函数理论、窄带偶极子天线在无限大平面上性能分析以及宽带蝶形天线在墙体上性能分析。论文分为以下几部分:论文首先介绍了分层介质电磁场格林函数、矢量位和标量位的谱域格林函数以及传输线格林函数的推导过程;并详细分析了将谱域格林函数转换为空域格林函数的过程。其次,基于混合位积分方程(MPIE)矩量法分析了偶极子窄带天线在无限大半空间平面上的特性,具体讨论了无限大地面电参数对天线性能的影响,分析结果证明了计算的正确性。最后,基于MPIE采用RWG基函数的矩量法分析了宽带蝶形天线在墙体上的性能;并由分析得出的结论,在传统蝶形天线基础上,设计了一款输入阻抗可调节的新型天线,该天线具有设计简单、调节方便等优点,使得雷达系统更加适合在复杂多样的环境下工作。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 探地雷达简介
• 1.1.2 超宽带穿墙雷达简介
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文的主要工作和内容安排
• 第2章 分层介质格林函数
• 2.1 引言
• 2.2 分层介质电磁场谱域格林函数
• 2.3 分层介质矢量位和标量位格林函数
• 2.4 传输线格林函数
• 2.5 空域格林函数
• 2.6 本章小结
• 第3章 偶极子天线在分层介质上的性能分析
• 3.1 引言
• 3.2 偶极子天线平行于无限大地面分析
• 3.2.1 混合位积分方程
• 3.2.2 阻抗矩阵
• 3.2.3 两层媒质的传输线格林函数
• 3.2.4 两层媒质的谱域格林函数
• 3.2.5 两层媒质的空域格林函数
• 3.3 仿真结果
• 3.4 本章小结
• 第4章 蝶形天线在分层介质上的性能分析
• 4.1 引言
• 4.2 蝶形天线平行于墙体分析
• 4.2.1 混合位积分方程
• 4.2.2 基函数
• 4.2.3 阻抗矩阵的求解
• 4.2.4 馈电模型
• 4.2.5 场求解
• 4.2.6 三层媒质的传输线格林函数
• 4.2.7 三层媒质的谱域格林函数
• 4.2.8 三层媒质的空域格林函数
• 4.3 仿真结果
• 4.4 天线改进
• 4.4.1 设计思想
• 4.4.2 仿真结果
• 4.5 本章小结
• 第5章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 研究生阶段发表的论文