Ricker脉冲功率合成方法及辐射效率

针对时域天线辐射效率低的问题，对Ricker脉冲展开了研究。首先指出Ricker脉冲具有较高的中心频率，对提高天线的辐射效率大有裨益。然后从时延量精确控制出发，阐述了产生Ricker脉冲的功率合成方法，并推导出合成高阶高斯脉冲最优延时的理论公式。设计了一款单极脉冲源并采用锐化电容法优化了其下降沿，并以该单级脉冲源为基础，设计了一款峰峰值为5.1 kV，主峰半峰值脉宽为350 ps的Ricker脉冲源，其中心频率为0.5 GHz。为了验证以上分析的正确性，针对全金属的时域天线，提出了一种计算辐射效率的简便方法，并利用设计的Ricker脉冲和具有相同脉宽的单极脉冲来激励相同的天线。结果表明，单极脉冲的幅度辐射效率只有60%左右，而Ricker脉冲可以达到80%以上；单极脉冲的功率辐射效率不到40%，而Ricker脉冲则可以提高到60%以上。利用Ricker脉冲做为激励信号，大幅提升了天线的辐射效率，大大减小了发射系统被反射功率损坏的风险，同时对天线小型化有着重要意义，在诸如探地雷达、高功率微波源等时域应用中具有广泛的应用前景。