短波超短波宽带小型化天线和匹配网络研究.pdf

电子科技大学硕士论文摘要在现代通信技术中,随着宽带跳频或扩频技术的发展,将广泛应用多频段、多功能电台和宽带跳频电台,跳频速率越来越高,跳频范围也越来越宽。原有的窄带天线已无法满足要求,即使可调谐天线也无法满足快速的跳频速率。另外,在某些工作平台,狭小的空间内若密布多副天线,相互之间的干扰较为严重,影响通信质量,这也要求研制宽带、超宽带天线。同时工作在短波超短波波段上的天线,由于工作频率低,天线的工作波长都比较长,常规天线的尺寸相对较大,难以满足有限工作空间平台的要求,从而研发性能优良的超宽带短波超短波小型化全向通信收发共用天线成为工程实现中亟待解决的关键技术。本文在对目前的短波超短波宽带天线技术进行了介绍和总结的基础上,重点研究了具有全向宽频带小型化新型短波超短波天线技术,成功研制开发了改进型盘锥天线和小型化新型笼锥天线系列等多种短波超短波宽带天线,进行了改进、调试和测量,特别是新型笼锥天线系列在保持宽带特性的同时电尺寸非常小。新型笼锥天线利用了复用组合结构和互补匹配技术,应用了一种本文提出的超宽带双馈匹配器,其特点是采用了渐变腔式等效延长结构,同时采用了上下两个馈电结构系统,这样有效地展宽了天线的带宽、减小了天线的电尺寸并改善了阻抗特性。针对小型化的要求,提出了电小天线的阻抗完全补偿和匹配优化的方法,并将该方法应用在已开发的新型笼锥天线系列上,可将天线工作频率的低端较大地向更低端拓展,从而实现天线进一步小型化。根据水这种材料的特点,本文分析了水加载单极振子天线和局部水加载单极圆锥天线的实验研究。从阻抗特性和辐射特性的实测数据表明,水加载单极振子天线的谐振频率能很好地向低端下移,局部水加载单极圆锥天线在保持原有宽频带特性的前提下,以较少的效率损失实现了较大范围向低频区扩展,即天线小型化,这将为短波超短波波段天线进一步的小型化设计提供很好的思路。在宽带天线技术中,采用宽带匹配网络来对天线进行优化匹配是一项很重要的措施。本文详细介绍了宽带匹配网络中实频数据法的原理和算法步骤,编制了相应算法程序,并设计了匹配网络电路应用于结构简化的小型化笼锥天线。关键词:短波超短波宽带天线,小型化,笼锥天线,电小天线,municationtechnologies,withthedevelopmentofspread—spectrumandfrequency—municationtechnique,multi—frequencies,multi—functionandwide丘equency—,therateoffrequency—esmoreandmorerapid,,,,whilebigsizecan’-,weintroduceandsummarizethetechniqueofHF/VHFbroadbandantennasatpresent,then,wefocusontheresearchandmeasurementofthenewdisconeantenna,,。shapemonopoleantenna,andmakeuseofultra-wide·bandtwin—,,reduceantennaelectricsizeandimp