小型超宽带短脉冲标准传感器的研制

摘要

超宽带短脉冲上升沿陡、脉宽窄、频谱宽、穿透力强，在电子干扰、目标探测和目标识别等领域呈现出巨大的应用价值，其相关技术的发展备受各国重视。我国对超宽带短脉冲技术的研究起步较晚，目前正在筹划制定超宽带短脉冲测量标准（规范），因此亟需标准传感器以实现标准比对与标准传递。同时，在小空间脉冲场测量中需要小型化传感器以减小对待测场的扰动。基于上述需求，本文研制了一种小型超宽带短脉冲标准传感器。主要创新点如下:
　　 1.在充分调研各种超宽带短脉冲传感器（天线）工作特性的基础上，选择电场微分型传感器作为设计目标，利用等效电荷法完成了传感器结构设计与电磁参数分析，结合传感器的工作原理给出了传感器工作带宽、灵敏度与其结构参数的解析关系。
　　 2.采用双同轴电缆传输方式取代常用的单同轴电缆传输方式，有效抑制了同轴电缆非平衡结构引起的共模干扰。
　　 3.分析了传感器的响应特性，计算了传感器的电场-电压转移函数，提出了利用频域函数计算波形保真系数的方法，给出了不同畸变容限下传感器的工作带宽。
　　 4.搭建了一套完整的传感器测试系统，测试结果验证了传感器具有良好的波形保真性能，灵敏度实测值与解析计算结果一致。
　　 本文所研制的小型超宽带短脉冲标准传感器体积小、波形保真度高、灵敏度可解析计算，是理想的标准场比对验证及标准传递器件，并可用于小空间内超宽带短脉冲场的准确测量。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景

1．2 选题目的与意义

1．3 论文内容安排

第二章 超宽带短脉冲标准传感器选型

2．1 超宽带短脉冲天线概况

2．2 圆锥天线

2．3 TEM喇叭天线

2．4 D-dot传感器

2．5 选型结论

第三章 超宽带短脉冲标准传感器设计

3．1 传感器工作原理

3．1．1 等效电路

3．1．2 传感原理

3．2 传感单元结构

3．2．1 设计方法

3．2．2 外形轮廓

3．2．3 电磁参数

3．2．4 结构优势

3．3 传输线结构

3．3．1 单同轴线传输结构

3．3．2 双同轴线传输结构

3．4 结构参数选定

3．4．1 馈线选择

3．4．2 传感单元参数

第四章 超宽带短脉冲标准传感器分析

4．1 无失真工作条件

4．2 传感器转移函数

4．3 传感器波形保真性

4．3 传感器带宽

4．5 传感器接收方向性

第五章 超宽带短脉冲标准传感器测试

5．1 测试系统

5．1．1 传感器

5．1．2 短脉冲辐射天线

5．1．3 短脉冲发生器

5．1．4 其他仪器与器件

5．2 测试方法

5．2．1 测试系统标定

5．2．2 辐射场的产生与监测

5．2．3 电场的接收与还原

5．2．4 波形比对与灵敏度计算

5．3 测试结果

5．3．1 保真性测试结果

5．3．2 灵敏度测试结果

第六章 总结

参考文献

攻读硕士期间发表的论文