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超宽带脉冲辐射源的研究属于一种基础理论的研究范畴,它的开发应用涵盖了目前世界正在发展和引起人们倍加关注的许多前沿科学,本文主要介绍了超宽带脉冲辐射源的外貌、组成、技术参数和其简单的工作原理。超宽带脉冲辐射源主要有一个高压脉冲发生器(特斯拉变压器)、一个双极性脉冲发生器和天线三部分组成。为了更好的发挥高功率电磁波在各领域中的应用,需要一种高增益、方向性极强的发射天线将电磁波辐射出去,所以对于天线的研究就显得尤其重要。鉴于辐射是天线的重要特性,我们可以通过改变阵元的类型、数目、排列方式、阵元间距以及阵元上的电流的振幅和相位分布等,来控制各天线元产生的场的矢量叠加,从而达到提高天线辐射的方向性的目的。
本文通过对其辐射系统中的发射天线进行大量深入的研究,提出了利用四阵列天线来构成超宽带脉冲辐射源的发射部分,并对阵列天线的远场区电磁场分布情况进行了详细的理论分析。由于电磁场有限单元法能很好的解决在对天线辐射的电磁场分析时涉及到的麦克斯韦方程组问题,所以利用ANSYS有限元软件对发射天线部分进行了远近场区的建模、仿真和求解,通过与单个天线进行比较以及不同阵列元间距情况下,分析得出天线阵的远场区电场矢量、磁场矢量、远场区电场分布和天线方向图等一些有价值的数据和结论。