高功率脉冲超宽带阵列的电控平顶模式合成,由晶体管脉冲器激发

科学领域:

• 电磁学和波浪传播
• 天线阵列理论天线阵列理论
• 信号处理 信号处理

背景情况:

• 高功率超宽带 (UWB) 阵列需要精确控制元件激发,以进行先进的模式合成.
• 传统的方法往往在实现所需的梁形状方面面临局限性,例如高效率的平顶图案.
• 晶体管脉冲器是驱动UWB阵列的关键组件,需要高效的触发和延迟管理.

研究的目的:

• 为高功率UWB阵列提出并研究一种电控时域平顶模式合成技术.
• 开发一个优化模型来确定相对激发时间延迟,考虑到增益和主叶形状.
• 设计和验证一个时间延迟模块,以实现对UWB阵列元件激发的精确控制.

主要方法:

• 开发了一个优化模型来计算时间延迟,结合有效的潜在收益和峰值功率模式主叶形状.
• 限制包括脉冲宽度,阵列尺寸,所需的平顶宽度和图案统一性 (波纹).
• 使用遗传算法研究数组成形特征,揭示了平顶宽度和波纹之间的权衡.

主要成果:

• 该研究开发了一种电控的四单元时间延迟模块,使用PIN开关和共平面波导延迟线.
• 该模块提供从0到1070ps的时间延迟,具有107ps的步骤,能够传输高dV/dt信号.
• 一个样本阵列实现了97%的有效潜在合成效率,实现了20°平顶模式,波纹最小.

结论:

• 拟议的电控时域技术使高功率UWB阵列中的高效平顶模式合成成为可能.
• 开发的时延模块提供了精确的控制和高速信号传输,这对于减少脉冲动至关重要.
• 该技术显示了任意模式合成的多功能性,为先进的UWB应用提供了显著的潜力.