龙伯透镜天线具有高增益、低副瓣和宽带特性, 可以实现多波束, 进行大角度扫描等优点, 主要应用于卫星通信、电子对抗等领域。但因其体积大、重量大和球形结构不易固定等缺点, 在实际应用中受到很大的限制。本文基于光学变换原理设计了一种新型的全介质平面龙伯透镜天线, 半径为60 mm, 厚度为20 mm, 在15 GHz时, 天线增益为23 dB, 半功率波束宽度为12°, 第一副瓣电平低于-23 dB。同时设计了平面和圆弧馈源阵列, 在70°范围内实现了较好的多波束覆盖。

超宽带(UWB)冲激雷达目标探测中时域天线阵列波束延时控制扫描是通过天线阵列单元间精确的延时控制实现的。在介绍UWB时域波束延时控制扫描原理的基础上,研制了用于UWB天线时域波束扫描的延时控制器,其延时步进为50 ps,延时精度可达10 ps。利用该延时控制器对单元间距42 cm的4单元UWB天线阵列H面方向进行了单元间延时控制波束扫描测量,扫描步进角度小于2°。结果显示,在0°,10°,20°和30°扫描时,实际扫描角度分别为-0.5°,10.5°,20°和29.5°,与理论计算值之间误差小于1°。

为给冲击雷达提供理想的发射源,利用功率合成技术,将多个数kV,ns级的固态脉冲源合成为MW量级的高功率脉冲源;为研究冲击雷达目标特性,设计了一套由功率合成的全固态脉冲发射机、超宽带平面TEM喇叭发射天线阵、超宽带开槽接收天线阵、正交解调采样接收机、主控计算机组成的冲击体制雷达目标探测系统;采用增大收发天线、目标与地面的距离以及在目标回波中加时间窗的方法,成功探测到2 km处在光学区RCS为0.01 m2的目标;采用16个发射单元的目标回波信号比采用8个发射单元时明显,这表明功率合成在采用较多发射单元时效果更为明显.

用时域有限差分法仿真了某飞行器缩比模型及该模型涂敷雷达吸波材料的散射特性,得到了鼻锥方向、侧向和后向ns级脉冲激励下模型的时域响应和频域雷达散射截面;并在外场用ns级脉冲源进行了该金属模型的探测实验.仿真与外场实验结果均得到了模型的鼻锥方向回波幅度最小,侧向最大;鼻锥方向回波脉宽最宽,侧向最窄的结论.研究结果表明:外形隐身和材料隐身对ns或亚ns级窄脉冲的隐身效果不明显,ns或亚ns级窄脉冲能发现和识别隐身目标.

运用同轴结构,研制出高功率超宽带功分器,采取先阻抗变换,再功分的形式,以简化机械加工难度.运用高频仿真软件进行仿真分析,研制出一分为二和一分为四的功分器,再组合成为一分为八的功分器,高压实验表明该功分器能耐高压,驻波测试表明阻抗匹配较好,从测量的传输参数可以看出输出各端口幅度一致性较好.证明了该高功率超宽带功分器可以用作实际的高功率天线阵列.

单个子源的稳定度指标是多源相干合成技术的关键.文章首先对脉冲源稳定度指标进行了定义,并指出全固态纳秒脉冲源具有较高的稳定度指标,在相干合成中具有潜在优势.对脉冲时基抖动、波形抖动机理进行了深入分析,给出了高稳定度子源设计的关键技术途径,采用过触发、欠容量等具体改善方案,有效提高了子源的时基稳定度和波形稳定度,单个子源脉宽抖动小于等于1%,峰值抖动小于等于1%,单次短时抖动小于等于20 ps,长时漂移小于等于100 ps/min.最终成功实现了256单元的16×16路电路-空间综合合成,研制出30 MW全固态高稳定度多路相干合成纳秒脉冲源,脉冲源16路输出端口最大时基离散度小于30 ps,合成峰值电压抖动小于1%,合成峰值电压效率可达到90%～95%.

用FDTD数值方法研究了用于微带传输线的1-D和2-D的PBG(Photonic Band-Gap)光子带隙结构.并且制作了不同PGB结构的电路用于实验,以比较计算结果和实验结果.详细分析了PGB结构的周期的大小和个数、单元的尺寸和形状等方面对其形成的阻带的影响,并给出了结论.