高頻寬帶線天線小型化技術(shù).pdf

1、高頻通信因其諸多優(yōu)點(diǎn)而在軍事、民用一直被廣泛應(yīng)用。天線是無(wú)線通信系統(tǒng)中必不可少的重要組成部分,隨著科技的進(jìn)步與人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的實(shí)時(shí)、大容量、精準(zhǔn)的通信和日益縮小的通信設(shè)備,高頻天線較大的物理尺寸、過(guò)低的增益和效率已經(jīng)不能適應(yīng)發(fā)展,這使得天線的寬帶小型化研究意義重大。線天線因其潛在的寬帶特性而被廣泛應(yīng)用,通過(guò)加載諧振回路與合適的匹配網(wǎng)絡(luò)使其在實(shí)現(xiàn)小型化的同時(shí)也展現(xiàn)出寬帶特性成為可能。
　　本文從線天線的基本理論出發(fā),對(duì)高頻線天線的寬帶

2、與小型化方法進(jìn)行了研究。首先簡(jiǎn)要回顧了關(guān)于分析線天線的理論發(fā)展的歷史過(guò)程,在此基礎(chǔ)上分析了國(guó)內(nèi)外在高頻天線小型化領(lǐng)域的研究概況,明確了本文的研究?jī)?nèi)容。采用一系列比較均勻的圓柱段來(lái)近似電小線天線的幾何形狀,確定了此種幾何結(jié)構(gòu)模擬的分析方法。研究了幾種可用于線天線的展寬頻帶與小型化的技術(shù)。采用軟件進(jìn)行優(yōu)化仿真。設(shè)計(jì)出一款在3MHz~30MHz工作的10.4米×2.3米的高頻寬帶小型化天線。它是在雙折疊單極子結(jié)構(gòu)上進(jìn)行LC串并混合諧振電路加載

3、、電阻加載經(jīng)遺傳算法優(yōu)化而獲得。同時(shí)按照同樣方法設(shè)計(jì)了一系列10:1、50:1、100:1的縮比模型。提出一種提高天線各項(xiàng)指標(biāo)的設(shè)計(jì)方案并實(shí)施于100:1及50:1的縮比模型。將天線增至對(duì)生2單元時(shí),在關(guān)心的頻段饋源阻抗為100歐姆。天線增至“十字”四單元時(shí)省去匹配網(wǎng)絡(luò)將天線連接到50歐姆同軸線上實(shí)現(xiàn)直接匹配作為天線的最終解決方案。對(duì)于解決方案100:1的縮比模型,天線尺寸為0.106m×0.046m×0.046m,線半徑r=0.000

4、8m,最大物理尺寸是工作頻段低端波長(zhǎng)的近1/9.4,。天線不只在所關(guān)心的300MHz~3000MHz頻段內(nèi)而是直到5000MHz水平面Φ-平均增益達(dá)-1.5dB以上且較好的實(shí)現(xiàn)了全向輻射。所設(shè)計(jì)的天線在不同仰角對(duì)于整個(gè)HF頻率范圍產(chǎn)生足夠均勻的輻射。最后制作了50:1的縮比模型實(shí)物并測(cè)試了其VSWR,理論與實(shí)際相符。
　　本文主要對(duì)高頻電小線天線的幾何模擬與模擬結(jié)構(gòu)進(jìn)行了深入的研究;分析對(duì)比了多種天線寬帶小型化技術(shù);提出了高頻線天