短波宽带可重构天线设计

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随着无线通信技术的快速发展,对电子设备的体积和带宽提出了更高的要求,而作为无线通信设备的重要组成部分,天线也必将朝该趋势发展。工作于短波频段的天线通常采用单鞭天线,它具有结构简单、辐射具有全向性的优点,但存在着尺寸大且效率低的问题,因此减小天线尺寸、提高天线效率并展宽天线带宽成为本文研究的重点。本文首先介绍了短波天线设计过程中需要注重的性能参数,总结了短波天线实现宽带小型化的常用技术,重点研究了加载技术、宽带匹配网络技术以及天线可重构技术。在天线加载技术中,首先研究了顶部加载在实现天线小型化中的作用。然后以工作于5-15MHz的短波天线为例,重点分析了混合加载对天线阻抗、效率等指标的影响。宽带匹配网络技术中则阐述了实频法以及简化实频法的原理和具体设计步骤,然后简述了有源匹配在展宽电小天线工作带宽中的巨大优势,并针对具体实例进行了设计。最后简要介绍了天线的可重构技术,并与宽带匹配网络技术相结合设计了一款新颖的超短波天线,天线展示出了良好的电气性能。本文结合上述几种技术设计了一款短波宽带可重构天线,天线工作于1.5-30MHz,电压驻波比在整个频带内基本小于2,水平方向上增益大于-3dBi。尤其是在频带低端的增益较高,这是其它设计无法达到的。最后对天线的具体工作流程进行了详细的说明,并对后续工作进行了展望。
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