RADIATION OF ULTRA-WIDEBAND ELECTROMAGNETIC PULSES BY PULSED EXCITATION OF RECTANGULAR ANTENNA
S. Ašmontas^a, F. Anisimovas^a, L. Dapkus^a, J. Gradauskas^a, O. Kiprijanovič^a, I. Prosyčevas^b, J. Puišo^c, K. Šlapikas^b, and B. Vengalis^a
aSemiconductor Physics Institute, A. Goštauto 11, LT-01108 Vilnius, Lithuania
E-mail: kipriol@pfi.lt
^bInstitute of Physical Electronics, Kaunas University of Technology, Savanorių 271, LT-50131 Kaunas, Lithuania
^cDepartment of Physics, Kaunas University of Technology, Studentų 50, LT-51368 Kaunas, Lithuania

Received 3 October 2008; revised 2 February 2009; accepted 19 March 2009

Rectangular (2.5 $\times$ 2 cm²) antennas fastened to an end of a transmission line were pulse-excited by 0.5 ns rise time pulses for radiation of ultra-wideband signals. Wideband horn antennas were used for receiving the signals and wideband sampling oscilloscope was used for their visualization. The signals were registered in 1–5.6 GHz frequency range and had the quasi-Gauss envelope form. The plane antennas made of Cu, resistive Al, and resistive nanostructured Ni thin films on supporting polyethylene terephthalate of 100 $μ$m thickness were used. It is shown that the radiation induced by pulsed excitation can be used to control parameters of resistive coatings, including nanostructured ones, during a deposition process. The metallic nanostructured thin films could be used to create plane radiating and receiving antennas having resistive elements and adapted for ultra-wideband signals. Ultra-wideband antennas with resistive nanostructured coatings, which have properties that can be changed by external electric or magnetic fields or by optical radiation, can be used for modulation of radiated pulses. Further experimental studies are proposed to elaborate metallic nanostructured thin films suitable to withstand possible damages induced by short high power electrical pulses.

Keywords: pulsed excitation, ultra-wideband signals, nanostructured thin films, plane resistive antennas

SUPERPLAČIAJUOSČIŲ ELEKTROMAGNETINIŲ IMPULSŲ SPINDULIAVIMAS IMPULSAIS ŽADINANT STAČIAKAMPĘ ANTENĄ
S. Ašmontas^a, F. Anisimovas^a, L. Dapkus^a, J. Gradauskas^a, O. Kiprijanovič^a, I. Prosyčevas^b, J. Puišo^c, K. Šlapikas^b, B. Vengalis^a
aPuslaidininkių fizikos institutas, Vilnius, Lietuva
^bKauno technologijos universiteto Fizikinės elektronikos institutas, Kaunas, Lietuva
^cKauno technologijos universitetas, Kaunas, Lietuva

Superplačiajuosčių elektromagnetinių impulsų generavimui panaudotos stačiakampės antenos (2,5 $\times$ 2 cm²), patalpintos perdavimo linijos gale, žadinant jas 0,5 ns augimo laiko trukmės elektriniais impulsais. Išspinduliuoti impulsai buvo priimami plačiajuostėmis ruporinėmis antenomis ir atvaizduojami plačiajuosčio stroboskopinio oscilografo ekrane. Šitie impulsai buvo registruojami 1–5,6 GHz dažnių juostoje ir turėjo kvazi-Gauso gaubiamąją. Spinduliavimui buvo panaudotos Cu, Al ir nanostruktūrinės Ni stačiakampės antenos. Skirtingo storio Ni sluoksniai buvo užgarinti ant 100 μm storio polietileno tereftalato plokštelių.
Parodyta, kad superplačiajuosčius impulsus galima panaudoti elektrinėms plonų sluoksnių savybėms kontroliuoti jų garinimo proceso metu, o metalinius nanostruktūrinius sluoksnius pritaikyti kuriant superplačiajuostes perdavimo ir priėmimo antenas su paviršiniais rezistyviniais elementais. Tokias antenas su nanostruktūrinėmis dangomis, jautriomis išorinio elektrinio arba magnetinio lauko arba optinės spinduliuotės poveikiams, galima panauduoti plačiajuosčio spinduliavimo moduliavimui. Pasiūlyta ištirti galimybes pakeisti nanostruktūrinių metalinių sluoksnių fizikines savybes, kad jie nebūtų ardomi sužadinant galingais trumpais elektriniais impulsais.