商用探地雷达蝶形天线三维数值模拟

基于商用探地雷达蝶形天线的几何特征、激励源、电阻加载方式及屏蔽吸波机理,采用时域有限差分方法建立其三维模型,通过三维数值模拟研究了蝶形天线几何特征、电阻加载、屏蔽腔和吸波材料等对蝶形天线辐射特性的影响,为验证、改进探地雷达蝶形天线的辐射性能提供科学依据.     

一种新型脉冲探地雷达天线的研制

通过实验测试和 CAD 技术研制出一种适用于脉冲探地雷达的新天线——加载框架天线,并给出了该天线的参考模型及收、发天线相互放置的位置。该天线具有辐射效率高、脉冲响应拖尾小、方向性好、重量轻、操作方便等优点。所以,更适用于做为脉冲探地雷达的天线。     

利用开槽和短路探针加载减缩微带天线RCS

提出利用开槽和加载短路探针等微带天线小型化技术,降低天线谐振频率,减小天线尺寸,抑制天线结构项散射从而实现天线雷达散射截面(RCS)减缩．在微带天线上应用此方法所得的仿真结果表明,使用该方法后天线工作频带内的RCS可降低4dB左右,而天线的增益下降不到0.4dB,从而保证天线的辐射性能的同时,明显地减小了工作频带内天线的雷达散射截面．     

通过更改天线阵列的参数实现高品质性能

在柔性基板-特氟隆上设计并制造了几种基于圆柱阵列和均匀六边形阵列的天线.为了验证设计的原型,制造了天线并分析其性能.该方案亮点在于通过适当更改天线阵列的参数,信号频率和转向角来改善信号性能和电磁场分布.所提出的天线阵列能够应用整形辐射带技术来产生可调谐的功率和辐射域.测量了场的分布,误码率迁移系数特性.结果表明,该方案...     

探地雷达极化探测时域有限差分法模拟效果分析

采用不同天线极化方式进行探地雷达探测时得到的雷达图像是不同的,研究不同属性的目标体在不同极化方式下的雷达信号响应特征,可以指导工作人员在实际应用中对异常的解释。根据天线与测线的分布方向可分为xx,xy,yx,yy四种天线极化方式。本文基于电磁波的极化理论和天线的极化方式,利用时域有限差分法进行正演模拟,分析不同属性不同延伸方向目标体不同极化方式的探测效果。通过模拟分析,无论何种类型的目标体,采用xx和yy天线极化方式比用xy和yx方式得到的雷达信号强度大;对于不同延伸方向的目标体,xx极化方式的信号呈现一定的规律性。已知地下目标体走向和属性时,可采用适当的极化方式和测线来测量;当地下目标体未知时,可根据不同极化测量得到的信号特征来分析地下异常体的属性和走向。     

圆盘单极超宽带天线特性研究

随着超宽带通信和软件无线电技术的深入研究,宽频带与小型化成为当前天线研究领域的热点.圆盘单极天线是一种小型化、馈电简单的超宽带天线.对其进行了详细分析,给出了这种天线的设计方法,讨论了天线尺寸对于其阻抗特性和辐射性能的影响;通过基于时域有限积分法的软件包进行了仿真计算,得出了该天线具有大约30个倍频程的阻抗带宽和方向图带宽,群延时接近常数,并测量了它的阻抗特性.研究结果表明:圆盘单极天线不仅在频域具有超宽带特性,而且具有稳定的相位中心,适合作为时域通信系统天线.     

脉冲天线近场测量技术

给出了发射信号的脉冲参数,根据时域平面波理论得到了相应的远场特性计算公式,并结合实际要求给出了脉冲天线近场测量系统的配置方案．最后根据实测数据分析了脉冲天线近场测量中要注意的一些问题．     

附加延时线的阵列天线模式项RCS减缩优化

减缩天线雷达散射截面时需要保证天线的基本辐射性能,这使得对其带内的雷达散射截面控制变得十分困难.为此,提出了加载不等长延时线的方法来实现阵列天线模式项雷达散射截面的减缩.由于天线模式项散射实质上是天线接收的入射能量经馈电内部不匹配处反射而从天线再次辐射所致,当给阵列单元与馈电网络之间接入一组延时线后,辐射能量只经过这组...     

雷达天线方位角信号模拟器的设计与实现

为实现在天线单元离线状态下的雷达检测与维护,要求检测设备为雷达信号处理机提供模拟的天线方位角信号,为此提出了一种以步进电机驱动旋转变压器输出雷达天线方位角信号的技术方案.根据该方案设计的雷达天线方位角信号模拟器具有输入输出信号属性与雷达天线单元一致,控制方式(方向、速度、扫描范围)灵活,设备综合成本低等优点,并已应用于某型机载雷达ATE设备.     

抑制电离层Es层杂波的辅助天线设计方案

针对高频雷达中电离层Es层杂波的抑制问题,提出了水平极化天线阵列和垂直极化天线阵列两种辅助天线的设计方案.利用电离层Es层杂波信号与目标信号相比具有不同的到达方向和极化方式等特点,使辅助天线阵列对电离层Es层杂波具有一个大的增益,对目标信号有一个小的增益.辅助天线阵列的仿真分析结果表明,辅助天线输出中杂信比的大小会得到显著提高,辅助天线输出中杂信比越高,高频雷达中电离层Es层杂波的抑制效果越好.     

丝网印刷柔性薄膜天线力电性能表征

为降低天线结构重量、提高天线与结构一体化效率,制备了一种可卷曲且易与结构共形的柔性薄膜天线.基于天线基本理论和丝网印刷工艺技术设计并制备了薄膜微带准八木天线.将薄膜天线辐射层看作颗粒增强复合材料,利用Mori-Tanaka复合材料细观力学方法预测其有效弹性模量,与拉伸叠加法结果吻合良好.基于内聚力模型,利用ABAQUS有限元分析软件模拟了薄膜天线基体/辐射层在90°剥离条件下的界面剥离过程,揭示了天线基体与辐射层之间界面破坏机理,得到薄膜基体/辐射层的界面剥离强度,通过90°剥离实验验证了内聚力模型的有效性.有限元得到的剥离强度为64N/m,与实测值误差为8.11%,吻合良好.最后,仿真和实验研究了柔性薄膜天线的反射系数和辐射方向图性能,仿真得到的薄膜天线谐振频率为3.02GHz,与实验谐振频率误差为2.37%,且在谐振频率处阻抗匹配良好.结果表明:本文设计制备的柔性薄膜天线具有良好的力学和电磁性能,在航空航天轻量化结构中有广泛的应用前景.     

THE APPLICATION OF GROUND PENETRATING RADAR IN THE HIGHWAY ROADBED INVESTIGATION

Ground penetrating radar （GPR） is a new nondestructive geophysical method for road quality investigation. In this article, a section of the highway joints with the third Yangtze Bridge in Wuhan have been investigated using the RAMAC/GPR system developed by the MAL？ GeoScience Company. Various antennas with different frequency were used in the exploration. And the data gathered by the unshielded antenna with frequency in 400 MHz is very well. Then the field data was processed using methods such as trace equalization, F-K filtering, deconvolution filtering and so on. Through the processing, the GPR profile shows the underground structure more clearly. From the processed GPR profile, the sinking and slipping condition of the roadbed can be easily found. Most parts of the roadbed are well, but several parts of the roadbed have sunken or slipped seriously. Contrasts to the shallow seismic section, the GPR profile accords with it very well. It indicates that the GPR method is available and has the high efficiency in the highway roadbed investigation.     

平面印刷单极子天线频带抑制技术的应用

为克服无线通信系统间相互干扰,采用频带抑制技术对共面波导馈电圆形单极子天线进行改进,设计出一副具有双阻带特性的超宽带天线和一副用于无线局域网/全球微波接入(WLAN/WiMAX)系统的三频段天线.通过在圆形贴片底端加载两条多边形槽线,实现了3.29～4.00 GHz和5.29～6.00 GHz抑制频段的超宽带天线,阻带覆盖了WLAN/WiMAX应用频段.在三频段天线的设计中,综合采用五边形槽线、调谐枝节和扇形槽加载技术,对频带进行阻断和控制.实测三频段天线的工作频带为2.25～2.80 GHz、3.3～3.8 GHz和5.1～5.9 GHz,覆盖了WLAN/WiMAX系统的应用频段,并在其余频段具有良好的频带抑制特性.所设计的两幅天线均具有可调的工作频段,适合复杂环境中对无线通信系统相互干扰的抑制.     

A Novel Flexible Antenna at Very High Frequency Band for On-Body Applications

This paper proposes a novel flexible antenna design operating at very high frequency (VHF) band for on-body applications such as human body communication (HBC). The antenna consists of back-to-back E-shaped fractal and complimentary structures designed over a thin flexible substrate. The overall design working on the principle of fractal geometries and capacitive coupling is highly beneficial to achieve better antenna characteristics even at low frequencies around 35 MHz–45 MHz that are being used for HBC application. The proposed antenna obtained a large bandwidth of around 10.0 MHz in air and a bandwidth of around 8.0 MHz during on-body operation. The antenna has been tested in three different scenarios viz. air, on-body single antenna and on-body communication using two antennas. The insertion loss is reduced to a minimum in all three scenarios, which is quite beneficial for better signal transmission. The size miniaturization with high flexibility in such low frequencies has also been achieved in the paper that makes the proposed design suitable for human body communication applications.     

Static beamforming method of frequency diverse array

Focused on the time-varying property of the transmit beampattern of the frequency diverse array, a static transmit beamforming method is proposed to control the beampattern of the pulsed frequency diverse array, and the characteristics of its radiating pattern are studied. With a tiny progressive incremental frequency shift applied between the adjacent antenna elements, a range-angle dependent radiating pattern is achieved. Compared with the conventional phased array, the frequency diverse array is low in price and small in complexity without the use of phase shifters, which enables it to be suitable for the miniaturization design of an array antenna. Moreover, its range-angle dependent characteristic significantly enhances the flexibility of antenna beam scanning. Simulation experiments demonstrate the effectiveness of the proposed method.     

基于二维滤波的探地雷达数据去噪研究

探地雷达是近几年迅速发展起来的一种高分辨率、无损的地球物理探测技术，通过天线向地下发射高频电磁脉冲波，根据介质的电性差异探测地下结构．由于雷达波在地下的传播过程十分复杂，各种噪声和杂波干扰非常严重．在详细研究了二维滤波原理基础上，根据雷达数据中有效波和干扰波的视速度差异，利用频率-波数域二维滤波技术，采用在时间域和频率域两种实现方式去除噪声，对实际的雷达数据进行处理，结果表明频率-波数域二维滤波能有效地去除干扰，效果明显．     

用于无线通信的新型宽带旋转贴片天线设计

设计了一种用于无线通信的新型宽带旋转贴片天线,通过对称旋转天线的矩形辐射贴片,天线的带宽得以显著扩展.讨论了贴片旋转角度及其他结构参数对天线带宽的影响.为了验证该设计的有效性,对所设计的天线原型进行了实际制作和测试.测试结果表明,所设计天线的阻抗带宽(10dB回波损耗)可达6.97GHz(2.29~9.26GHz),相对带宽约为120.7%,这一带宽接近传统交叉单极子天线带宽的两倍.此外,该天线在整个工作频率范围内具有较好的全向辐射特性和增益水平.     

地质雷达信号分析的双正交小波预测反褶积法

为了降低电磁波衰减、噪声干扰等因素对地质雷达检测效果的影响,提出一种双正交小波预测反褶积法（PDBW法）。在PDBW法中,针对地质雷达检测信号选取具有最小重构误差的双正交小波基,运用该小波基将地质雷达检测信号分解成不同频段的时域子信号,对各频段的时域子信号进行预测反褶积等滤波处理,再对处理后的子信号进行重构变换,得到PDBW法的处理结果。将PDBW法用于实验检测信号处理,并将处理结果与预测反褶积法的处理结果进行比较,结果表明：PDBW法能有效压制多次回波干扰,准确识别深部信号,显著提高深部信号信噪比,从而进一步改善地质雷达探测分辨率和图像分析的准确性。     

隧道衬砌检测探地雷达图像分析与工程应用

为了提高隧道病害检测人员对于隧道衬砌病害的识别准确度,基于探地雷达工作原理,结合实际工程应用经验,系统研究衬砌厚度、钢筋及钢拱架分布情况、保护层厚度、围岩破碎富水裂隙发育程度、脱空、不密实、雷达脱离等雷达图像特征及其解译原理,形成一种用于隧道衬砌病害检测的高效探地雷达信号解译方法,并结合实际工程案例进行了分析与验证。其中钢筋在图像上呈现月牙形,脱空在图像上呈弧形反射,不密实表现为杂乱波形,天线脱离呈条带状亮反射。解译方法为隧道衬砌检测提供了参考和依据,有利于隧道病害的及时处理及隧道衬砌质量的准确评价,对提高隧道的整体质量起到重要作用。