小型宽带鞭状天线设计综述.doc

第 20 卷第 6 期
2000 年 12 月
JOURNAL OF HANGZHOU INSTITUTE OF
EL ECTRONIC ENGINEERING
Vol. 20 ,No . 6
Dec. 2000
小型宽带鞭状天线设计综述
李剑峰
(信息产业部电子第三十六研究所,浙江嘉兴 314001)
摘要:本文列举了目前比较常用的鞭状天线的小型化和宽频带设计方法,并对其电性能和特点进
行了综述和分析。
关键词:天线;宽带天线;小型化天线;阻抗变换器
中图分类号: TN823 + . 14
文献标识码:A
文章编号:1001 - 9146 (2000) 06 - 0052 - 04
引
言
0
鞭状天线由于其形体为杆状,体积小,应用十分广泛。各种地面电台及车载电台配用了形式多样的
鞭状天线,在舰船上也常看到林立的鞭状天线,有的多达上百付。由于鞭状天线在物理尺寸上仍是小天线,尤其是 HF 频段低端,电阻小、电抗大,匹配困难,因此大多鞭状天线应用在窄带工作状态,带宽大约在 5 % - 10 %左右。由于军事通信及保密通信的需要,采用了先进的跳频通信及扩频通信,因此要求天
线是宽带工作的;由于在舰船、车载、背负、便携工作方式工作时,或者是因为空间受限,或者是移动状态工作,对天线的小型化提出了要求;由于电子元器件日趋小型化,电子系统装备变得小了,与之相配的天线也要求小型化。因此要求天线小型、宽带,辐射效率高,架设方便。为此国内外很多学者、工程技术人员进行了长期不懈的努力。本文对小型鞭状天线的宽带设计进行了综述及参析,以期使用户及读者对鞭状天线的小型化及天线性能、宽带设计方法有所借鉴。
1 小型鞭状天线宽带设计
1 . 1 电子调谐天线
在天线根部加入一个天调,这种天调可以是人工调谐,也可以是电子调谐。电子调谐速度快,操作
方便。由于调谐回路中没有匹配电阻,天线福射效率较高,应用比较广泛。
收稿日期:2000 - 8 - 31
第 6 期
李剑峰:小型宽带鞭状天线设计综述
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1 . 2 有源接收天线
在天线根部插入一个有源匹配网络。这种匹配网络可实现天线与接收机 50Ω的宽频匹配,并具有
放大功能。目前仅用于接收。德国 RΠS 公司、713 厂、36 所等单位已研制出 1 . 5 - 30MHz 的有源接收天线。
1 . 3 伸缩型天线
利用机械装置,手控或电子控制,调节天线高度,使在给定频率上的天线高度 h≈λ0 Π4 。这种天线点
匹配好,方向图好,增益高。但由于机械调节速度慢,不能用于跳频通信及电子对抗,再加上升降装置笨重,应用较少。
1 . 4 集总加载
在天线适当位置加载,加载可以是 L ,C ,R 及其组合。利用 CAD 软件包对天线进行优化设计。加载
个数从 1 个到十几个不等。由于结构原因及调试困难。只在局部范围内得到应用。
1 . 5 加载加匹配网络的综合
这是目前比较流行,行之有效的宽带匹配方法。如图 1 所示,这是一个天线接口模型。图 2 则示出
了天线体上加多个集总加载,并在天线根部加入π型或 T 型的阻抗区配网络,并根据需要,在匹配网络与 50Ω射频接口之间加入一个传输线变压器,它使天线匹配后的阻抗等比例地放大或缩小(4 :1 ,2 . 25 :