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第1章 绪论1

1.1 超宽带技术概念1

1.2 超宽带技术特点2

1.3 超宽带技术应用研究现状4

1.3.1 探地雷达应用4

1.3.2 高空雷达应用5

1.3.3 合成孔径雷达应用5

1.3.4 超宽带无线电通信应用6

1.3.5 生物医学工程应用6

1.4 超宽带脉冲天线研究综述7

1.4.1 频率无关天线作脉冲天线8

1.4.2 脉冲辐射天线加载技术8

1.4.3 TEM喇叭脉冲天线9

1.4.4 平面印制超宽带天线10

1.4.5 天线数值计算分析方法11

1.5 脉冲天线研究的特殊性12

1.5.1 脉冲辐射的瞬态性13

1.5.2 脉冲辐射天线参数表示14

1.5.3 脉冲天线的馈电问题16

1.5.4 脉冲天线的时域近场测量技术16

参考文献17

第2章 超宽带脉冲信号20

2.1 脉冲信号的时频参数20

2.1.1 脉冲信号的时宽20

2.1.2 脉冲信号的频宽21

2.2 常见脉冲信号22

2.2.1 单极性脉冲信号22

2.2.2 双极性脉冲信号25

2.2.3 正弦波调制脉冲信号32

2.2.4 厄米特多项式脉冲信号33

2.3 超宽带信号波形设计34

2.3.1 基于高斯波形的组合优化设计35

2.3.2 基于高斯微分脉冲基函数的迭代组合设计36

2.3.3 基于窗函数滤波法的设计39

参考文献43

第3章 超宽带单极天线44

3.1 天线带宽定义44

3.2 旋转对称结构单极天线45

3.2.1 锥形单极天线46

3.2.2 套筒单极天线49

3.2.3 火山烟雾形单极天线50

3.3 圆盘超宽带单极天线52

3.4 方形超宽带单极天线56

3.5 带圆孔超宽带单极天线60

3.6 带L形反射板的单极天线60

参考文献61

第4章 平面螺旋天线脉冲辐射特性63

4.1 非频变天线理论63

4.2 阿基米德平面螺旋天线64

4.3 等角螺旋天线70

4.4 螺旋天线脉冲激励分析73

4.4.1 天线表面三角化73

4.4.2 基于RWG基函数的矩量法75

4.4.3 天线参数76

4.4.4 天线—自由空间转移函数80

4.4.5 螺旋天线脉冲辐射特性81

参考文献85

第5章 超宽带平面天线86

5.1 超宽带平面单极天线86

5.2 超宽带平面缝隙天线92

5.3 具有陷波功能的超宽带平面天线99

5.3.1 开槽的方法99

5.3.2 引入寄生单元的方法103

5.3.3 添加匹配枝节的方法104

5.3.4 采用分形结构实现陷波107

5.3.5 遗传算法实现陷波107

5.4 超宽带平面双极天线108

5.5 蝴蝶结天线矩量法分析113

5.5.1 输入阻抗与反射系数114

5.5.2 辐射功率和增益115

5.5.3 方向性116

5.5.4 脉冲辐射特性117

参考文献119

第6章 加载天线的脉冲辐射特性122

6.1 线状天线的加载方式123

6.2 面状天线加载技术126

6.3 天线介质加载132

6.4 加载单极天线脉冲辐射特性135

6.4.1 加载单极振子天线的FDTD建模135

6.4.2 五种单极天线加载方式137

6.4.3 结果比较139

6.5 加载偶极天线脉冲辐射特性148

6.5.1 RWG基函数及阻抗加载模型149

6.5.2 天线脉冲辐射特性151

6.5.3 短波频段电阻加载偶极天线154

参考文献156

第7章 TEM喇叭脉冲天线159

7.1 TEM喇叭天线结构159

7.1.1 阻抗渐变TEM喇叭天线161

7.1.2 恒阻抗TEM喇叭天线161

7.1.3 低频补偿TEM喇叭天线162

7.2 TEM天线脉冲辐射特性比较162

7.2.1 主辐射特性比较163

7.2.2 背向辐射与反射特性164

7.2.3 不同几何尺寸的恒阻抗TEM喇叭辐射特性分析165

7.3 同轴双锥天线脉冲辐射特性167

7.4 加脊喇叭天线169

7.5 渐变槽天线172

7.5.1 指数渐变槽天线172

7.5.2 加载波纹指数渐变槽天线175

7.5.3 互补指数渐变槽天线175

参考文献178

第8章 超宽带脉冲天线低频辐射增强技术180

8.1 喇叭天线臂内增加脊线180

8.2 喇叭天线两臂间填充介质材料181

8.2.1 天线传输线模型数值分析183

8.2.2 部分介质填充天线特性185

8.3 增加TEM喇叭天线臂末端延伸臂188

8.3.1 喇叭臂圆弧延伸188

8.3.2 喇叭臂上增加辐射臂190

8.3.3 喇叭两臂弯折回馈电处191

8.4 电偶-磁偶极子组合辐射192

8.4.1 矩形框与TEM喇叭组合结构192

8.4.2 金属回线与TEM喇叭组合结构195

8.4.3 单极振子与短路线组合结构197

8.4.4 平面火山烟雾形组合结构198

8.4.5 平面蝴蝶结组合结构202

参考文献203

第9章 超宽带脉冲产生器的设计205

9.1 脉冲产生器的设计要求和方法205

9.2 基于阶跃恢复二极管的脉冲产生器206

9.3 基于雪崩三极管的脉冲产生器210

9.3.1 单管脉冲产生器211

9.3.2 同步触发脉冲产生器212

9.4 基于正弦波截断的脉冲产生器218

9.5 基于方波微分滤波的脉冲产生器220

9.5.1 微分与放大电路221

9.5.2 滤波电路221

9.5.3 宽带放大器222

9.5.4 完整电路仿真和实验222

9.6 基于数/模转换器产生脉冲224

9.6.1 升余弦函数包络脉冲信号224

9.6.2 Sa（x）函数包络脉冲信号225

9.6.3 高斯包络余弦波脉冲信号225

9.6.4 不同采样率下的谱频特性225

9.7 基于数字逻辑电路产生脉冲229

参考文献231

第10章 超宽带阻抗变换器设计232

10.1 TEM喇叭天线的馈电232

10.2 平面结构天线的巴伦设计234

参考文献239