天線作為通信設備的前端部件,，對通信質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用,。隨著現(xiàn)代軍事通信系統(tǒng)中跳頻,、擴頻等技術(shù)的應用，尋求天線的寬頻帶,、全向性、小型化,、共用化成為天線研究中一個重要課題,。單純依靠天線的結(jié)構(gòu)設計難以滿足上述要求,。人們采用多種措施來改善天線的性能，加載就是適應這種小型化天線的典型技術(shù),。使用天線寬帶匹配網(wǎng)絡,，則是進一步改善天線寬頻帶技術(shù)的一種有效技術(shù)。本文以120～520 MHz工作頻率為例,，根據(jù)限定的天線結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),，選擇合適的加載位置，利用軟件優(yōu)化,，得到了合理的加載值和優(yōu)化的匹配網(wǎng)絡,。

1 天線及匹配網(wǎng)絡模型

天線的模型如圖1所示，加載方式采用無耗并聯(lián)LC電路,。匹配網(wǎng)絡位于天線底部,，采用混合型網(wǎng)絡，如圖2所示,。

2 天線及匹配網(wǎng)絡分析

2.1 天線的加載位置

天線為集總加載的雙鞭天線,，模型是建立在理想導電地面上。加載的目的就是使天線獲得行波電流,，減少反射,。此時的加載就是最佳加載。這里討論的是無耗加載,，電抗加載最佳加載位置與電抗的關(guān)系式為：

2.2 匹配網(wǎng)絡分析

天線的輸入阻抗zin可由電流分布得到,，從饋線端看過去，整個系統(tǒng)的輸入阻抗為：

3 EDA軟件優(yōu)化設計

天線相關(guān)參數(shù)的優(yōu)化設計采用CST軟件,。根據(jù)實際要求,，我們的優(yōu)化參量包括加載位置h，天線間距d,。由優(yōu)化得到的數(shù)據(jù),，設計天線實際模型。測試得到阻抗數(shù)據(jù)導入ADS軟件中,，作為匹配網(wǎng)絡參數(shù)優(yōu)化的依據(jù),。匹配網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)不作為優(yōu)化變量。優(yōu)化參數(shù)包括匹配網(wǎng)絡元器件值,。

4計算結(jié)果與分析

考慮到實際要求的天線頻帶寬,，從幾十MHz到幾百MHz，因此天線的結(jié)構(gòu)尺寸為：h1=150 cm,，h2=30 cm,，r=1 cm，經(jīng)過軟件優(yōu)化的天線加載位置為：h3=24.5 cm,，天線間距d=58.9 cm,。按照此數(shù)據(jù)制作實物模型,，將測試數(shù)據(jù)導入ADS軟件中，優(yōu)化得到的元器件值如表1所示,。

根據(jù)優(yōu)化的數(shù)據(jù),，在未接入匹配網(wǎng)絡的情況下，得到的駐波比如圖3所示,。通過圖形發(fā)現(xiàn),，大部分駐波比都在2以上，因此,，必須通過接入匹配網(wǎng)絡來改善,。

圖4是接入匹配網(wǎng)絡后的駐波比。從圖4中可得知,，駐波比已經(jīng)很好地控制在2以下,。

圖5為匹配網(wǎng)絡效率與工作頻率的關(guān)系。

從上述系列圖中可以看出,，匹配網(wǎng)絡的加入,，使得天線在120～520 MHz內(nèi)具有良好的寬帶性能，端口駐波比均在2.0以下,，同時也由于匹配網(wǎng)絡的引入,，特別是電阻R1的加入，使得天線的增益受到影響,。但通過EDA軟件的優(yōu)化,，在保持帶寬的同時，盡量提高匹配網(wǎng)絡的工作效率,，使得在這一頻帶內(nèi),，匹配網(wǎng)絡的工作效率基本都達到了70％以上。

5 結(jié)語

在此介紹了一種短波超寬帶雙鞭天線,，為了在頻帶內(nèi)得到較好的駐波比和增益,，設計了合理的匹配網(wǎng)絡。利用EDA仿真軟件優(yōu)化工具,，優(yōu)化了天線加載位置，匹配網(wǎng)絡元器件值等參量,，得到了較好的結(jié)果,。