这里是的小编为您带来的小喇叭广播（最新6篇），希望能够给予您一些参考与帮助。
1、系统定位
（1）实现日常情况下对农广播节目定时播出。日常情况下，系统可面向全县数字智能大喇叭终端和模拟大喇叭终端提供对农广播节目。
（2）实现应急情况下的应急广播信息播发。应急情况下，系统能够根据应急信息需求实现全县控制、分乡镇控制、按村控制等区域控制，甚至可以控制到某一只喇叭紧急播出应急广播信息。
（3）实现三级联网。大喇叭终端能够接收到县、乡镇、村各级应急广播平台播发的应急广播信息，同时县平台能够监控乡镇、村平台播发的应急广播信息。
（4）充分利用地面数字电视传输覆盖资源。系统能够利用地面数字电视传输覆盖通道，播发应急广播信息。
2、总体技术思路
基于地面数字电视传输覆盖网的应急广播农村大喇叭系统采用三级应急广播平台—传输覆盖网络—大喇叭终端的分层架构体系，通过地面数字电视传输覆盖网应急广播信息。
（1）应急广播平台：应急广播平台根据应急信息需求将控制指令、文本信息和音频广播流封装成标准格式的应急广播消息后，打包成TS流，传送至地面数字电视前端。同时，县、乡镇、村三级平台，能够通过地面网络，实现三级平台互连互通，实现三级平台的指令交互与传递。部分网络尚不通达的乡或村，也可以通过电话通信网，将应急语音信息送至县平台，由县平台进行应急广播播发。
（2）传输系统：地面数字电视前端接收到应急广播平台传来的TS流格式的应急广播消息后，将该数据流与原播出的地面数字电视节目流进行复用，再通过地面数字电视发射系统将应急广播消息通过地面数字电视传输覆盖网进行分发。
（3）大喇叭终端：大喇叭终端接收到地面数字电视信号后，能够解析和识别应急广播消息，当区域码匹配时，能够根据控制指令播发应急广播音频节目。
二、总体技术框架和业务流程
2.1总体技术框架
根据系统设计思路，应急广播农村大喇叭系统采用图1所示的系统架构：该系统包括三级应急广播平台、两条传输通道以及三类终端。三级平台，分别为县应急广播平台、乡镇应急广播平台和村应急广播平台。三条传输通道分别为地面数字电视网所承载的应急广播信息传输覆盖网，平台间互连的有线IP数据网或通信运营商网络，和承载应急电话的电话通信网。三类终端，分别为户外数字智能终端和模拟大喇叭终端和家用地面数字电视机顶盒终端。
2.2业务流程
（1）日常对农广播节目播发流程。
日常情况下，县级应急广播平台将按时段定制的广播节目，以TS方式发送至地面数字电视前端。地面数字电视前端将该节目流与原地面数字电视节目流进行复用后，传送至地面数字电视发射系统，通过地面数字电视传输覆盖网播出日常广播节目。所有大喇叭终端能够响应定时开关机、音量控制等指令，定时播出对农广播节目。
（2）紧急预警信息流程。
县应急广播平台接收到县预警信息平台或乡镇应急广播平台、村应急广播平台通过有线IP数据网、通信运营商网络或电话通信网络向县前端传送的应急广播指令或播发请求后，县前端对应急广播指令进行接收解析适配处理，将应急广播信息以TS流方式传送至地面数字电视前端。该前端将该数据流与原地面数字电视节目流进行复用后，传送至地面数字电视发射系统，通过地面数字电视传输覆盖网向应急广播指令所限定的区域应急广播信息。大喇叭终端接收到该指令后，中断日常对农广播节目，播出应急广播信息。
三、技术实现
3.1县应急广播平台
县级应急广播平台在该类型应急广播农村大喇叭示范网络技术系统中具有重要作用。它既是应急广播信息接收处理播发的核心，日常对农广播节目播出处理的总节目源，也是系统设备运行管控的总前端。县级应急广播平台包含了应急广播管理、应急电话适配、节目播出管理、安全保障、系统运行监管、传输等6个业务子系统，具体功能如下：
（1）应急广播管理子系统
应急广播管理子系统能够接收的信息来源有三个，一是来自国家应急广播系统的应急广播信息，二是来自本地预警信息平台的应急广播信息，三是来自应急电话适配子系统的应急广播信息。该子系统接收到应急广播信息后，能够对应急广播指令进行解析处理、优先级判别、大喇叭资源调用，并完成指令格式封装，以及文本信息的文语转换功能，形成包含应急广播指令、应急广播音频的信息流，送入传输子系统。当该子系统接收到应急广播并发请求时，能够对应急指令的优先级进行判断、识别，并基于优先机制进行。
（2）应急电话适配子系统
应急电话适配子系统能够接收到系统授权的移动电话和固定电话语音信息，根据该授权号码的权限，自动形成相应区域的大喇叭调用指令，将应急指令和应急语音传送至应急广播管理子系统。
（3）广播节目播出管理子系统
该系统能够接收中一、省一、本市和本县对农广播节目，按照预定的运行图和播出计划，形成本县对农广播节目流，送至节目传输系统。
（4）安全保障子系统
该子系统能够实现对应急广播指令、应急广播音频节目、日常对农广播节目的传输安全管理，确保应急广播信息的安全传输。
（5）系统运行监管子系统
运行监管子系统能够实现对各级应急广播平台、大喇叭终端以及应急信息的传输系统运行状态的监控管理，对系统关键设备和传输网络关键节点的运行状态进行实时的监控，收集和分析日常工作状态，及时发现并排除系统和网络故障，保障系统的正常运行和预警信息的顺畅传输。
（6）传输子系统
传输子系统能够对应急广播指令、应急广播音频以及日常对农广播节目信息的应急广播信息进行TS流封装，并传送给地面数字电视前端的复用设备。
3.2乡镇应急广播平台
乡镇应急广播平台包括音源设备和数字音编码控制设备。乡镇领导通过话筒等音源设备播发应急语音时，数字音频编码控制设备对应急语音进行编码，并进行IP封装，通过有线电视IP数据网或通信运营商网传输到县应急广播平台。同时，乡镇领导可以使用授权固定移动电话，呼叫县级应急广播平台指定应急广播接入号码，面向本地大喇叭终端播出应急语音信息。
3.3村应急广播平台
3.3.1新建村应急广播平台
新建村应急广播平台基本架构如图4所示，包括话筒等音源设备、数字音编码控制设备等设备。村领导使用话筒等应急音源设备、固定电话、移动电话等播发应急广播信息，其技术实现方式与乡镇应急广播平台基本一致。
3.3.2原村应急广播设施与系统的互联方式
部分已具备独立应急广播设施的村，可以在原有定压功放的输入端增加地面数字电视接收设备，用于接收地面数字电视应急广播信息。通过这种方式改造后，原有的村应急广播平台也能够接收到地面数字电视传输覆盖网传送的应急广播信号。同时，在该种技术实现方式下，当村-县的网络中断或者县前端瘫痪，村平台仍然可以通过功放定压传输到达室外高音喇叭的方式，播发应急广播信息。
3.4传输链路
该系统有三条传输通道，分别为地面数字电视网所承载的应急广播信息传输覆盖网，该网络用于应急广播信息的分发；平台间互连的有线IP数据网或通信运营商网络，在有线网络通达的乡镇、村，可以使用有线IP网络与县平台进行互联，在有线网络未通达的乡镇、村，可以使用通信运营商网络与县平台进行互联；电话通信网，用于承载应急固定或移动电话，传送应急语音信息。
3.5应急广播终端
该系统有三类应急广播终端设备，分别为户外数字智能终端和模拟大喇叭终端和家用地面数字电视机顶盒终端，兼顾了户内与户外用户、数字和模拟终端，确保不管是在户内还是户外，不管通过模拟喇叭还是数字喇叭，均能接收到应急广播信息。
四、相关传输协议
4.1应急广播信息源接口协议
县级应急广播平台接收的来自本地应急广播部门或上级应急广播平台的应急广播信息，包括应急广播指令、文本、图片和音频等辅助数据以及应急广播节目等内容，其数据格式应符合国家应急广播系统的调度控制与传输覆盖标准体系框架下的《应急广播消息生成格式规范》。
4.2地面数字电视应急广播规范
县平台在完成应急广播信息的接收处理后，能够将所有应急广播消息的消息标识符、开始时间、持续时间、类型、级别、覆盖区域等信息封装为应急广播索引表，将应急事件的文本内容、机构名称和辅助数据封装为应急广播内容表，由复用设备按GB/T17975.1-2010规定的传输流格式复用到播出节目传输流中。封装数据格式应符合国家应急广播系统的调度控制与传输覆盖标准体系框架下的《地面数字电视应急广播规范》。
五、基于地面数字电视系统实现应急广播农村大喇叭系统的优势分析
1、充分利用地面传输覆盖资源实现应急广播信息传送。
在有线传输网络欠发达、地面数字电视发展较好的地区，基于地面数字电视网传输覆盖网开展农村应急广播的技术实现方式，与通过新建众多小功率调频发射系统以调频副载波方式传输应急广播的方式相比，即充分利用了现有的传输覆盖资源，又避免了因新建众多的小功率发射机造成的频率资源的滥用。
2、加强了应急广播统一管理，并降低了系统运行维护难度。
县平台在系统设计上更为健壮，而乡镇平台和村平台则相对简单。这种设计，即能够实现三级联网以及对各级平台播发应急广播信息的统一管理，同时又降低了乡镇平台和村平台的运行维护成本，更符合我国现有乡镇和村技术维护力量较为薄弱的现状。
3、具备较强的容灾能力。
该系统在容灾设计上更为简单易行：当乡镇应急广播平台、村应急广播平台与县应急广播平台间传输链路中断，乡或村的应急广播信息，可通过固定或移动通信网，将应急语音信息传送至县平台，并控制本地终端播发应急广播信息；当县平台系统瘫痪或地面数字电视系统瘫痪情况下，村领导仍然可以使用本地的应急广播系统，通过本地定压传输方式向模拟大喇叭终端应急广播信息。
六、结束语
案例
长舌成为下岗的罪魁祸首
杨芹(秘书)
听说同事小张前两天被辞退了，杨芹说她心里一点也不惊讶。要说小张的工作能力其实还不错，坏就坏在那张嘴上。“市场部的小薇下班后被一辆宝马接走了，而且还不是她的男朋友哦！”、“经理在街头那家火锅店跟一个年轻貌美的女人一起吃饭呢，我敢肯定，那女人绝不是他夫人！”……无论是茶水间还是餐桌上，杨芹总是能看见小张眉飞色舞地传播着不知从何得来的小道消息。消息来源是否可靠先不说，关键问题是，同事们很快就认清了她的为人，都对她敬而远之。
公司新来了个实习生，小张终于找到了一个可以倾诉她的秘闻的对象，午餐时间大谈她最近新收集的热门八卦新闻：“听说咱们老板是个妻管严，知道为什么不？原来他是靠他夫人起家的！”
事情没过多久，小张就被公司找个理由辞退了。看着小张不知所以然的表情，杨芹暗暗叹气，实习生是老板国外留学回来的女儿，被老板低调安排在公司实习一段时间，结果没几天就听到了小张关于她父亲的秘闻，她怎么能允许别人背后这么诋毁他父亲的形象呢？小张被辞退是必然的了。
做一个树洞让流言戛然而止
徐燕(公司职员)
看着同事小王又一脸神秘地朝自己走过来，徐燕知道，“小喇叭”又要开始广播了。从行政部长的“性丑闻”到某个同事的私生活，都是小王最热爱散播的八卦新闻题材。不管事情真假，她总是能讲得头头是道，惟妙惟肖，俨然新闻发言人。对于她的这种行为，同事们给她起了个外号叫“小喇叭”。
“办公室本来就是一个很敏感的场所，她又总是谈论很敏感的话题，叫当事人听见，难免会造成同事之间关系不和，甚至还会掀起一场风波。”徐燕对于小王的行为，是又无奈又担心。为了还办公室一个清新、和谐的工作环境，徐燕侧面劝告小王几次，结果收效甚微。每次看见小王一脸神秘地向自己走来，徐燕总是有种想逃的冲动。然而为了不影响两人的同事关系，徐燕对于小王的新闻总是哼哈答应，随后把这些毫无营养的八卦新闻在脑袋里全部删除。
“如果不能阻止小王的行为，那么我只能做一个树洞，让流言在我这里停止，不再传播下去，这是维护同事关系最好的办法。”
职场警告：
早上八点钟，年近八旬的乡村退休教师陈泽民穿上中山装，神色庄重，坐在他自家的广播室前，打开机器：“乡亲们、朋友们，白泥坦乡村广播站现在开始播音。先为大家广播一则新华社消息……”
白泥坦村位于大雷山麓，天台、临海、仙居三县的交界，有四百多户人家，离县城一小时车程，属雷峰乡管辖。这里信息闭塞，交通不便，村民的文化生活极其单调，退休教师陈泽民从自己多年的积蓄中，拿出五千多元购置了DVD机、电视、扩音机和高音喇叭，在这个地处深山的小村庄建起广播站。
算起来，陈泽民已经为村民义务播音十几年了。他用温暖的话语和轻柔的音乐，滋润了乡邻们的生活，唤起了村民对广播的温馨记忆。
乡村老广播的回忆
陈泽民出身于教师世家，其父创办了深山区第一个半耕半读的私塾，并给他起了个学名：忠恕。白泥坦村尊师重教，文风颇盛。上世纪五十年代，陈泽民求学于天台县速成简师班，积极参加学校的宣传活动，喊土广播，出黑板报。后来被分配到三门某村任教，每天拿着土广播到山顶上喊话宣传。土广播是用铁皮做的号筒，土喇叭。
陈泽民回忆，1950年全国各地纷纷成立收音站，配备了专职的收音员。后来的县广播站，就是在收音站的基础上建立起来的。他读简师时，就在县城的大明宫（现在的文化馆）参加集体收听广播的活动。他经常遇到收音员挑着上百斤重的担子，装着电子管收音机和扩音喇叭、电池，到乡下为农民播放中央和省广播电台的节目。农民们像看电影一样聚集在小学麦场或空地，听中央台和省台的新闻，听歌、听戏，直到深夜，意兴盎然。
上世纪七十年代，陈泽民调到雷峰老家教书。村里的家家户户都安装了广播，用的大多是舌簧喇叭和压电喇叭。他也用木板做成一个喇叭箱，正面挖出天安门的图案，上了漆，挂在廊柱上，一到正点，广播响了。有时，他走在去学校的路上，广播声从老远的地方传来。那时候，村民们的起居，全靠广播。
当年，村里的文化生活，除了广播，就是电影了。大喇叭会通知村民，晚上几点放露天电影，田里劳作的村民得到消息后老早就会收工，妇女儿童炒瓜子，占场地，相邻各村的人会走上十几里路赶去，遇到停电放不了，或机器故障放不成，大家一路有说有笑地再返回去。
陈老师在教书之余，与哥哥玉一起，经常为县广播站写稿，报道村里的新人新事新气象。雷峰乡写好的青年，不少是他的学生，一些年青人在他和身边的乡村教师的影响和引导下，也热心向广播站和报纸投稿，以喇叭报纸上出现自己署名的稿子为荣。值得一提的是，陈泽民的小儿子陈向阳，因广播爱上了新闻写作，因为这个特长，被台州晚报聘任为记者，担任了业务主管。
哑了多年的喇叭响了
陈泽民刚退休时，村里的老人协会曾经有一个“夕阳红”广播站，因没人管理，年久失修，哑了。老人协会的广播站，建在山坡上的集体屋里，设备坏了后，广播室的门一直关着，锁都生锈了。老人很怀念当年村村通广播的年代，他觉得“这是过去农村的一个特色，能够活跃山村农民的文化生活。”
没了广播，村民们业余文化生活更单调了，大伙们除了看电视外，就是打扑克搓麻将。电视里播出的大都是城市里的肥皂剧和选秀节目，与农村格格不入，农民也不怎么喜欢。青年人大都出门打工了，村里住的是留守老人和儿童，广播的作用更大，陈老师认为。
白泥坦村曾经发生过两场大火，烧了几十间老木屋，有户老人连睡觉的床都烧掉了，陈泽民想，当时要是在广播里多喊一喊，村民有了消防安全意识，可能也不致于迷迷糊糊地遭灾了。
于是，他决定自掏腰包办一个广播站，让在电信局工作的大儿子和在供电局上班的女婿采购器材，再架设线路，先是在自己家挂了一个高音喇叭，后来又在对面的茶园山头上又挂了一个，这样，村里的每个角落都能听到播音。喇叭坏了，一个电话打去，女婿立即赶来把它修好。
通过广播，陈泽民宣传农业科技新知识，播出天气预报让大家安排农活，播放通知或“安民告示”，传递政令信息。广播站办了之后，乡镇里有什么通知，就在电话里告诉他，让他先播一下。卫生站里为村民量血压，村里举办什么活动，村民的寻物启事，等等，都要请他广播，方便多了。
有一次，一个和村民约好前来收购茶叶的茶商因故不能赶到，于是打电话让他通过广播告知村民，得到消息的村民及时取消了上山采茶的计划，避免了不必要的损失。
在陈泽民厚厚的几本笔记中，有最新新闻，有扶农政策，也有孝贤故事，他会通过自己的喇叭“广而告之”。除了从电视上获取信息外，他自费订了好几种报刊，及时剪贴文章，向村民提供最新最有用的信息。
陈泽民是村里的乡土宣讲员，以前，村里人好久没听到广播了，没了乡音十足的本地新闻和文艺节目，内心总是空落落的，而陈老师用家乡话播音，满足了村民的精神需求，给村里本来单调的生活增添了活力和乐趣。
老人的两个心愿
陈泽民刚开办广播站时，老伴觉得，他岁数这么大，还这样折腾，总是不理解，但看到他播音时神采飞扬，那么投入，就不忍心阻拦。时间长了，老伴也被他的精神所感染，从反对到支持，在他播音时，不仅能帮着递稿，还经常帮助开关机器。陈泽民播音时，任何人打电话来他都不接，让老伴先记下号码，节目播完后再打回去。
陈泽民广播站的老房子，几年前在前脸搭建了半间水泥板房，但后面接驳的邻居房子被拆掉了，只剩下半边。木板屋也摇摇晃晃起来，风雨一个劲地往里灌。子女们都想接他到城里住，但他不肯去，他舍不得离开广播站和白泥坦村。他说，这里空气好，水好，风景好，民风也淳朴，乐得安静自在。
“退休了这么多年，党和政府依然发给我这么多的工资，我不当‘研究（烟酒）生’，也不当‘麻将专员”，应该为大家做点事情。在广播里说话唱歌，也是发挥余热。”每次播音前他都会准备好资料，把握不准的字查字典用拼音标注，重点语句用红笔划出……就像当老师一样，认真“备课”。
陈泽民患有严重的气管炎，说话困难，不能长时间播音，有时吃不消了，就让自己的外甥女代播。前几年外甥女还在村子里读小学，还靠得住；现在已经到镇里读初中了，不方便播了。老人希望有人能接他的班，把广播站延续下去，但现在找不到合适的人。
一、组织机构
为确保项目的顺利实施，决定成立我市乡镇调频广播设备升级改造项目领导小组。
组长：文化体育广播影视局局长
副组长：市文化体育广播影视局副局长
成员：由各乡镇分管文化体育广播影视工作的领导、文广站站长和广播影视科人员组成。
领导小组下设调频广播设备改造工程组，工程组设在市文化体育广播影视局广播影视科，由同志兼任工程组组长，负责指导各乡镇实施设备改造工程，做好项目实施进程督查，协调处理具体事务。
二、改造项目
1、镇广播站更换广播发射机1台；
2、各乡镇行政村配备多媒体播放扩音机设备、8G闪存、时钟定时器共计70套；
3、各乡镇更换部分故障设备、报废大喇叭共计254套；
4、各乡镇更换调频广播接收机共计71台；
5、乡镇对广播电视发射塔进行搬迁。
三、实施步骤
(一)摸底调查阶段（7月10日至9月30日）。对全市广播站设备进行巡检，结合乡镇报送的计划改造项目申请，在巡检中进行抽检核实，确定每个乡镇的具体改造项目，制定调频广播设备升级改造项目实施方案。
（二）设备采购招投标阶段(10月1日至11月15日)。召开调频广播设备升级改造项目建设专题工作会议，开展采购设备招投标、设备的采购及初验工作。
(三)组织实施阶段(11月16日至11月30日)。镇广播站更换广播发射机1台；各乡镇行政村配备多媒体播放扩音机设备、8G闪存、时钟定时器共计70套；各乡镇更换部分故障设备、报废大喇叭共计254套；各乡镇更换调频广播接收机共计71台；庙尔沟、阿什里和三工镇等三个乡镇对广播电视发射塔进行搬迁。
(四)检查验收阶段(12月1日至12月15日)。按照《广播“大喇叭”工程验收标准》具体要求，由乡镇调频广播设备升级改造项目领导小组对完成工程建设任务的乡镇进行检查验收，并迎接区、州广电部门的检查验收。
四、工作要求
1、各乡镇要高度重视，把调频广播设备升级改造项目建设作为今年的广播影视工作重点，认真做好安装施工期间的准备、协调、实施工作，本着优先解决最突出问题的原则，各负其责，分工落实。
关键词： TEM喇叭； 指数渐变线； 脉冲响应； 相对时延
中图分类号： TN822.8?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）03?0084?04
Analysis on waveform distortion of the radiation pulse
with exponential tapered TEM horn
LIU Xue?ming， LIAO Cheng， FENG Ju
（Institute of Electromagnetics， Southwest Jiaotong University， Chengdu 610031， China）
Abstract： When the main axial length of the exponential tapered TEM horn is constant， the peak?peak value of the radiation pulse increases with the aperture height， after the maximum is reached， the peak?peak value of the radiation pulse decreases with the aperture height and the distortion would occur to the radiation pulse waveform. In order to analyze the causes of the waveform distortion， an approximate expression of pulse response with exponential tapered TEM horn is given based on the equivalent open circuited transmission line model， and the expression is modified by tracing the electromagnetic energy flow in the TEM horn. Theoretical analysis results show that the radiation pulse consists of two components， in which the relative time delay and relative change rate of the transition line have positive correlation. When the relative time delay is too large， the distortion will occur， thus the peak?peak value is lower than that of linear tapered TEM horn with the same size. The wave form of exponential tapered TEM horn and linear tapered TEM horns with the same size are obtained by electromagnetic simulation software， comparison validation proved the correctness of the theoretical analysis results.
Keywords： TEM horn； exponential tapered line； pulse response； relative time delay
0 引 言
TEM（Transverse Electro Magnetic）喇叭天线作为常用的时域天线被广泛研究，并且以单个天线、天线阵列单元、反射面天线馈源等形式用于高功率微波武器、探测、通信等众多领域。阻抗加载技术使线性渐变TEM喇叭上的电流表现为行波特性，消除反射导致的响应波形拖尾[1]。王磊等通过数值计算和实测，给出线性渐变TEM喇叭沿主轴方向长度一定时的最佳口径[2]。指数渐变TEM喇叭采用外形控制法控制天线阻抗代替阻抗加载，提高了TEM喇叭天线的辐射效率[3]。但是，对于高斯脉冲激励的指数渐变TEM喇叭，当沿主轴方向长度一定时，辐射脉冲峰峰值随着口径高度递增，当辐射脉冲峰峰值达到最大值后，继续增大口径高度，辐射脉冲峰峰逐渐降低且低于相同尺寸线性渐变TEM喇叭辐射脉冲峰峰值，而且伴随着出现辐射脉冲波形畸变现象。
Carl E. Baum把线性张开的金属极板上电荷与电流等效为开路传输线上的电压与电流，推导出线性渐变TEM喇叭阶跃响应的近似表达式。在此基础上，本文直接给出指数渐变TEM喇叭脉冲响应的近似表达式，结合TEM喇叭上内部的电磁能量流动过程，分析TEM喇叭的渐变结构与响应波形的关系，并利用电磁仿真软件仿真验证理论分析的正确性。
1 开路传输线模型
指数渐变TEM喇叭是由两块按指数规律渐变张开的金属板构成，如图1所示。
图1 指数渐变TEM喇叭结构
极板上的电荷分布与电流分布等效为开路传输线上的时变电压与电流，再把开路传输线分解为无数由电偶极子微分元和磁偶极子微分元构成的小段，如图2所示。电源内部阻抗等效为两个大小为[Zc（-l）2]的阻抗串联，与[z=-l]处传输线特性阻抗[Zc（-l）]匹配，[z]处电偶极矩和磁偶极矩[4]：
[dpy（z，t）=Q（z，t）h（z）dz=V（z，t）Zc（z）ch（z）dz] （1）
[dmx（z，t）=I（z，t）dA（z）=V（z，t）Zc（z）h（z）dz] （2）
式中：[V（z，t）]为[t]时刻[z]处电压；[c]是自由空间中电磁波传播速度。TEM喇叭[z]处特性阻抗近似为[5]：
[Zc（z）≈120ln4h（z）w（z）] （3）
式中：[h（z）]是[z]处TEM喇叭高度；[w（z）]是[z]处TEM喇叭宽度。
图2 TEM喇叭的等效模型
通过合理设计TEM喇叭高度渐变和宽度渐变[6]，使TEM喇叭的高度和特性阻抗沿轴向呈指数规律渐变：[h（z）=hsexpl+zllnhehs=heexpzllnhehs] （4）
[Zc（z）=Zcsexpl+zllnZceZcs=ZceexpzllnZceZcs] （5）
式中：[l]是指数渐变线的长度；下标[s]和[e]分别代表起始端（喉部）和末端（口径）。
在频域上积分各个小段上电偶极子和磁偶极子的远场贡献，然后把积分结果变换到时域得到指数渐变TEM喇叭的轴上时域远场表达式：
[ETOTy（r，tr）=-V0rμ04πheZceδ（tr）-heZcec2llnheZcshsZce?exp-c2llnheZcshsZcetr-hsZcsc2llnheZcshsZce?exp-c2llnheZcshsZcetr-2lc-hsZcsδtr-2lc] （6）
式中：[V0]是天线作为匹配负载从电压源分得的电压幅值；[r]是观察点与天线的距离；[tr]是观察点与天线的距离产生的响应滞后时间。根据时间延迟把阶跃响应表达式分成三项，每一项代表一个辐射脉冲分量，其中仅第二项与TEM喇叭的空间渐变过程有关：
[ET2y（r，tr）=V0μ0he4πZcerc2llnheZcshsZceexp-c2llnheZcshsZcetr， 0
第二个辐射脉冲分量的时间相对变化率[a]、指数渐变TEM喇叭高度沿轴线的相对变化率[ah、]特性阻抗沿轴线的相对变化率[az，]这三者之间有如下关系：[a=-dET2y（r，tr）dtrET2y（r，tr）=c2llnheZcshsZce=c21llnhehs-1llnZceZcs=c2dh（z）dzh（z）-dZc（z）dzZc（z）=c2[ah-az]] （8）
所以，在下面叙述中称[a]为渐变外形因子。当馈入脉冲信号时，指数渐变TEM喇叭辐射脉冲为阶跃响应与馈入电压微分的卷积：
[ETOTy（r，tr）=-μ04πrheZceδ（tr）-heZceaexp（-atr）?u（tr）-utr-2lc-hsZcsδtr-2lc?dV（tr）dt] （9）
式中：[u（t）]是单位阶跃函数；[V（t）]是脉冲激励电压。
2 短脉冲响应波形
根据辐射脉冲近似表达式，结合TEM喇叭内部的电磁能量传输[7]，分析电磁能量的辐射过程。外加脉冲源为TEM喇叭提供能量，其中的一部分能量直接从TEM喇叭起始端发射出去产生第一个辐射脉冲分量，所以直接辐射脉冲的波形由激励信号波形决定；遗留的能量驻留在变化的束缚场内，由于变化的束缚场沿着两极板构成的非均匀传输线传输，一部分电场线不再发于正电荷止于负电荷而与源解耦形成闭合环路结构，从而使一部分束缚场转化为辐射场产生第二个辐射脉冲分量，所以第二个辐射脉冲分量的波形由激励波形和指数渐变TEM喇叭外形共同决定；剩余的能量流回外加脉冲源，束缚场迅速衰减转化为辐射场产生第三个辐射脉冲分量。因为第一个辐射脉冲分量与TEM喇叭外形无关，所以下面重点讨论后续产生的辐射脉冲分量。
直接辐射的‘源’位于TEM喇叭起始端，后续辐射的‘源’沿TEM喇叭极板分布，所以直接辐射脉冲分量与后续辐射脉冲分量之间存在传播路径不同引起的相对时延[ΔT，]并且相对时延与TEM喇叭高度沿轴线的相对变化率[ah]有如下关系：
[ΔT
式中：[ρ]是令TEM喇叭起始端为球心极板末端在球面上时所确定的球的半径；[l]是TEM喇叭极板长度。当指数渐变线变为线性渐变线时，指数渐变TEM喇叭变为线性渐变TEM喇叭，两个辐射脉冲分量的波前在同一个球面上传播，此时：
[l=ρ=he2-hs22+l2] （11）
如果指数渐变TEM喇叭与自由空间匹配良好，到达极板末端的束缚场能量很少使第三个辐射脉冲分量忽略不计。
根据上述分析，修正指数渐变TEM喇叭辐射脉冲表达式：
[ETOTy（r，tr）=-μ0he4πrZcedV（tr）dt-aexp（-a（t-ΔT）?u（tr-ΔT）-utr-2lc-ΔT?dV（tr-ΔT）dt] （12）
为了方便后面对比分析，给出线性渐变TEM喇叭的辐射脉冲表达式[4]：
[ETOTy（r，tr）=-μ0he4πrZcedV（tr）dt-c2lu（tr）-utr-2lc?dV（tr）dt] （13）
假设馈入指数渐变TEM喇叭的电压信号为高斯脉冲，代入公式得到构成TEM喇叭辐射脉冲的两个分量，如图3所示。当两个分量的负峰同步叠加时，辐射脉冲的峰峰值最高；当两个分量之间的相对时延较小时，两个负峰仍能较好叠加，脉冲响应波形不会发生畸变；当两个分量之间的相对时延充分大时，脉冲响应波形会发生明显畸变。
图3 指数渐变TEM喇叭辐射脉冲的两个分量
3 仿真验证
通过仿真相同尺寸的指数渐变TEM喇叭与线性渐变TEM喇叭验证理论分析的正确性，激励信号设置为底宽为2 ns的标准高斯脉冲。采用具有同轴渐变馈电结构的TEM喇叭，起始端横截面尺寸由馈电同轴线横截面尺寸确定，假设同轴线外径110 mm、内径48 mm，则[hs]×[ws]为55 mm×48 mm。为了保证TEM喇叭末端特性阻抗不变，保持末端口径高与宽的比值不变，即[120ln（4hewe）]为常数280。设计TEM喇叭长度[l]为300 mm，通过改变口径高度改变高度渐变线的相对变化率。
指数渐变TEM喇叭与线性渐变TEM喇叭的口径高度[he]都为1 200 mm时，两者的响应波形仿真结果如图4（a）所示。根据理论分析，两个理想辐射脉冲分量以不同相对时延叠加而成的两条理论响应波形如图4（b）所示。
图4 相对时延对TEM喇叭辐射脉冲波形的影响
在时间轴上方，两个波形的差异不明显表明TEM喇叭外形不影响直接辐射脉冲分量，在时间轴下方，由于指数渐变TEM喇叭辐射脉冲的两个分量之间存在较大相对时延，两个分量的负峰异步叠加使辐射脉冲波形畸变。而线性渐变TEM喇叭辐射脉冲的两个分量在一个球面上传播，由于两个分量之间不存在相对时延，两个分量的负峰同步叠加。因此，线性渐变TEM喇叭脉冲响应的峰峰值大于指数渐变TEM喇叭脉冲响应的峰峰值。
指数渐变TEM喇叭与线性渐变TEM喇叭的口径高度[he]都为500 mm时，两者的辐射脉冲波形如图5（a）所示。根据理论分析，外形渐变因子对辐射脉冲波形的影响如图5（b）所示。
图5 外形渐变因子对TEM喇叭辐射脉冲的影响
随着指数渐变TEM喇叭的末端高度的减小，高度渐变线的相对变化率变小，使两个辐射脉冲分量之间的相对时延变小。当两个辐射脉冲分量的负峰充分叠加时，由于指数渐变TEM喇叭外形渐变因的作用，其辐射脉冲峰峰值大于线性渐变TEM喇叭辐射脉冲峰峰值。
相对于线性渐变TEM喇叭，指数渐变TEM喇叭存在辐射脉冲波形的畸变问题和外形渐变因子对辐射脉冲峰峰值的改善现象，为了使这两点被明显观察到，上述两个口径高度都不是指数渐变TEM喇叭的最佳口径高度。仿真表明，对于长度为300 mm的指数渐变TEM喇叭，最大的高斯脉冲响应峰峰值所对应的口径高度约为700 mm。
4 结 论
本文对指数渐变TEM喇叭天线轴上辐射脉冲的畸变进行了分析，首先基于开路传输线模型得到轴上辐射脉冲近似表达式，在此基础之上，根据近似表达式中各项的时延关系追踪天线内部的电磁能量，同时修正辐射脉冲近似表达式，并且修正后的辐射脉冲表达式能够反映出波形畸变原因。指数渐变TEM喇叭的脉冲响应由‘源’点位于起始端的直接辐射脉冲分量和‘源’点沿极板分布的后续辐射脉冲分量叠加而成，前者与TEM喇叭的渐变外形无关，后者由激励脉冲信号与TEM喇叭的渐变外形共同决定，两者之间存在的相对时延与TEM喇叭高度渐变线的变化率正相关，如果这个相对时延充分大，则辐射脉冲波形会发生畸变。反之，通过合理设计高度渐变线控制两个辐射脉冲分量之间的相对时延，可以避免辐射脉冲波形发生畸变。上述结论同样能够指导其他TEM喇叭类瞬态天线的设计，如Vivaldi天线、Valentine天线等。
参考文献
[1] 陈聪，高火涛，秦晨清。超宽带TEM喇叭天线阻抗加载的时域分析[J].现代雷达，2009，31（11）：64?66.
[2] 王长华，王秩雄，宋爱民，等。超宽带TEM喇叭天线的研究[J].通信技术，2010，43（4）：34?36.
[3] 王磊，祝转民，蒋延生，等。恒阻抗TEM喇叭天线设计关键问题研究[J].微波学报，2011，27（4）：93?96.
[4] FARR E G， BAUM C E. A simple model of small?angle TEM horns [M/OL]. [1992?05?20]. http：//ece.unm.edu/summa/notes/SSN/note340.pdf.
[5] KOLOKOTRONIS D A， HUANG Y， ZHANG J T. Design of TEM horn antennas for impulse radar [C]// High Frequency Postgraduate Student Colloquium. Leeds， England： IEEE， 1999： 120?126.
冬天的天空上，放着一张慈祥和蔼的笑脸，那就是太阳公公的笑容。还有那几多柔软绵绵的云，看起来真想一口口把它给吃掉！随着天气的变化，同时也随着冬天走入春天，我们期待已久的小喇叭广播站也来临了。今天，六年级下册的首次小喇叭广播站开播了！
今天，最后一节综合课就是我们小草班小喇叭广播站的开播时间。
首先，我们的主持人吴倩楠满面春风、自信满满地上台了，而我们第一期的播音员：郭铖、乔欣然也在旁边等候了。随着主持人的第一句开场白，小喇叭广播站正式开始了！第一个版块是我们的新闻直通车。新闻直通车只为你播报最新的、播报你最需要的、播报你最期待的。这里的新闻就是这几天才发生的云南昆明恐怖暴力事件。而第二个版块就是校园短波。校园短波里记录的是这几天的好人好事，以此来表扬一下他们，鼓励一下他们。第三个版块是心灵家园。这里面全都是我们班同学的星语心愿。第四个版块是芳草地。里面专门记录我们同学优秀的作文，读出来和大家分享一下。而这一次的优秀范文就是闵静娅同学的“教室里的悄悄话”。最后一个版块就是旅途驿站，这里面专门介绍的是中国的名胜景区、大好河山。呵呵，这里面还有我的文章呢！我写的那篇文章是介绍“三亚落日”的。
这五个版块中我最喜欢的就是芳草地，因为芳草地不仅可以和我们大家分享同学的好作文，还可以让我们借鉴一下别人的范文，以此来欣赏。随着时间的流逝，小喇叭广播站圆满结束了。尽管我们还是依依不舍，俗话说得好：世上没有不散的宴席。也许，正是因为这一次的散会，才迎来了未来的胜利呢！期待下一期的小喇叭广播站！加油！
六年级：方紫铱