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[IEEE 2019国际通信与电子系统会议(ICCES) - 印度科因巴托尔(2019.7.17-2019.7.19)] 2019年国际通信与电子系统会议(ICCES) - 采用EDFA-DCF和FBG进行色散补偿的WDM光通信系统设计与性能分析（数据速率为8×5 Gbps）

DOI：10.1109/ICCES45898.2019.9002236 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 探地雷达（GPR）天线传输和接收电磁场的方式对系统性能至关重要。通过分析辐射方向图和方向性可确定简单天线的特性，但将真实GPR天线与实际环境相结合的研究有限——而这种结合对于捕捉天线与周围环境的复杂相互作用必不可少。我们采用物理测量和三维（3-D）时域有限差分（FDTD）模型，研究了GPR天线在多种有耗介质环境中的辐射特性和灵敏度。实验数据来自围绕天线H面圆周等距布设目标的响应测量，使用一系列油水乳液及自来水模拟具有不同介电常数和复电导率的均匀材料。通过详细的3-D FDTD天线模型生成数值辐射方向图。实验结果与模型数据在临界角窗口内主瓣强度方面呈现良好相关性，但在浅角度主瓣强度上存在差异。所有介质中，由于近场观测距离导致主瓣普遍较宽，但如预期随着介电常数增加而变窄。这些结果为进一步运用FDTD天线模型研究更大观测距离及难以通过实验研究的非均匀环境等场景提供了依据。
作者： Craig Warren，Antonios Giannopoulos
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

采用物理测量和三维（3-D）时域有限差分（FDTD）模型，研究探地雷达天线在不同有耗介质环境中的辐射特性与灵敏度。

研究成果

该研究加深了对天线辐射与接收能量机制的理解，这对探地雷达应用具有重要意义。研究结果验证了数值天线模型的有效性，可用于更广泛的研究，特别是针对实验难度较大的场景，例如更大的观测距离及其他介电环境。

研究不足

观测距离受限于设备的物理约束条件，且需要从所有响应中清晰识别出钢筋反射的子波。时域有限差分（FDTD）天线模型未能捕捉实际天线横向波的传播方式，导致浅角度主瓣强度出现差异。

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