加載超介質(zhì)的高增益、高方向性探地雷達(dá)天線研究.pdf

1、超介質(zhì)是一種人工電磁材料，具有與自然物質(zhì)不同的電磁特性。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)任意介電常數(shù)、磁導(dǎo)率和折射率的超介質(zhì)使得超介質(zhì)在微波領(lǐng)域的應(yīng)用提供了可能，特別是超介質(zhì)加載到天線上的問題得到廣泛關(guān)注，研究具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　本文據(jù)超介質(zhì)理論和天線相關(guān)理論設(shè)計(jì)了兩種加載超介質(zhì)天線，并且所設(shè)計(jì)的天線能夠應(yīng)用于探地雷達(dá)系統(tǒng)。針對(duì)探地雷達(dá)常用的碟形天線具有超寬帶，但是方向性不好，增益有限的問題，本文提出了一種金屬背腔加載到天線的背面，從而實(shí)現(xiàn)天線的單

2、向輻射。盡管金屬背腔的加載解決了蝶形天線的輻射單向性，但是天線的方向性有待改進(jìn)，天線的半功率波瓣寬度太大使得能量輻射不集中。為此，提出了一種加載零折射率超介質(zhì)的天線，使得天線的增益提高了1.725 dB。根據(jù)傳統(tǒng)的Vivaldi天線具備超寬的特性，本文設(shè)計(jì)了一種零指數(shù)超介質(zhì)，并將其嵌入到Vivaldi天線的開口處使得天線的整體結(jié)構(gòu)緊湊而且體積小。與原始Vivaldi天線相比，加載超介質(zhì)的Vivaldi天線的增益增加了0.9 dB-2.4