本文關(guān)鍵詞：基于電光調(diào)制器的微帶天線瞬態(tài)電場傳感器研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在高功率電磁環(huán)境中,核爆炸電場脈沖、雷電電磁脈沖及高功率超寬帶電磁武器輻射的高功率微波都是一種無載波脈沖信號(hào)。本文以集成光學(xué)光波導(dǎo)電光調(diào)制器和小型微帶天線為基礎(chǔ),設(shè)計(jì)并制作了對(duì)瞬態(tài)電場進(jìn)行時(shí)域測量的傳感器。在緒論中,系統(tǒng)介紹了基于電光調(diào)制器的電場傳感器研究現(xiàn)狀和發(fā)展軌跡。通過對(duì)比,指出調(diào)制器外部加裝傳感天線能便捷、經(jīng)濟(jì)的實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)電場測量。在第二章基礎(chǔ)理論部分,圍繞實(shí)驗(yàn)中用到的集成光學(xué)瞬態(tài)電場傳感系統(tǒng),將傳感器相關(guān)的知識(shí)背景進(jìn)行梳理。在系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,對(duì)電光調(diào)制器電極、外部接收天線和瞬態(tài)脈沖信號(hào)重點(diǎn)分析。通過對(duì)瞬態(tài)電場具有寬頻帶、高功率等基本特性的分析,結(jié)合電光調(diào)制器調(diào)制原理,得出在外部加裝傳感天線的傳感器理論模型。傳感器的設(shè)計(jì)從調(diào)制器電極的結(jié)構(gòu)參數(shù)和微帶天線結(jié)構(gòu)的選取兩部分展開。針對(duì)調(diào)制器的行波電極系統(tǒng),分析了中心電極寬度、電極間距、緩沖層厚度和電極厚度等參數(shù)對(duì)特性阻抗和折射率Neff的影響。分段優(yōu)化了電極系統(tǒng)的各部分,綜合考慮后,得出了電極的制作尺寸。在器件制作完成后,帶寬測試表明3 dB帶寬在1 GHz左右,能很好的實(shí)現(xiàn)對(duì)瞬態(tài)電場頻譜的覆蓋。以等效相位中心穩(wěn)定為標(biāo)準(zhǔn),通過對(duì)天線輻射方向圖的分析,2#微帶天線在10~400 MHz范圍內(nèi)方向圖H面能基本保持全向輻射,符合瞬態(tài)脈沖對(duì)接收天線的帶寬要求。完成制作后,對(duì)電光調(diào)制器、微帶天線及其構(gòu)成的傳感器進(jìn)行了頻域性能測試。通過非對(duì)稱光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)偏置的調(diào)制器,實(shí)驗(yàn)測試當(dāng)波長為1549.55 nm時(shí)調(diào)制器工作在線性區(qū)。兩個(gè)傳感器的能在300 MHz以下頻段保持較平穩(wěn)的頻率響應(yīng),并且具有良好的線性動(dòng)態(tài)范圍,最小可探測到100 mV/m左右的電場信號(hào)。搭建瞬態(tài)電場測量系統(tǒng),利用制作好的兩個(gè)傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)瞬態(tài)電場的全光測量。在納秒脈沖電場的實(shí)測中,可以看到2#天線構(gòu)成的傳感器能較好的完成脈沖還原工作。這說明電光調(diào)制器加裝外部天線的傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)瞬態(tài)電場的測量,基于集成光學(xué)的瞬態(tài)場傳感器具有實(shí)驗(yàn)研究和工程實(shí)現(xiàn)的雙重意義。
【關(guān)鍵詞】：電光調(diào)制器 微帶天線 瞬態(tài)電場 電場傳感器 行波電極
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP212;TN822

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本文編號(hào)：377674