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高辐射效率天线由于其在商业和军事领域的广泛应用,引起了人们越来越多的兴趣,大量研究人员投身其中。但由于工作频段较低,当前的高辐射效率天线都存在尺寸大、造价高、设计难度大等问题。随着高辐射效率天线在反恐活动和消防救援中发挥出巨大作用,设计一款集小型化、宽频带、高辐射效率等优点于一身的天线极其重要。本文利用电偶极子和磁偶极子的方向图互补原理设计出一款高辐射效率的紧凑型电磁偶极子天线,并以此为单元天线组成了电磁偶极子天线直线阵列。论文的主要内容如下。首先,简要分析了高辐射效率天线的研究背景及应用意义,并对国内外高辐射效率天线的研究现状进行了总结分析。在对蝶形天线、电磁偶极子天线、混合水介质谐振器天线、Vivaldi天线等天线模型进行比较后,最终确定采用电磁偶极子天线作为设计高辐射效率天线的基础天线模型。其次,对电偶极子、磁偶极子的基本原理进行分析,并推导了阻抗匹配和威尔金森功分器的理论公式,为下文的天线设计打下了扎实的基础。之后,对电磁偶极子天线的互补方式进行深入研究,最终决定以Shark天线为基础设计一款高辐射效率的紧凑型电磁偶极子单元天线。其中,以后截断双锥形天线作为电偶极子,在其后方插入磁偶极子以此实现方向图互补。同时为改善阻抗匹配,设计出同轴至平行板过渡结构。电磁偶极子单元天线的工作频段为0.75GHz~2.31GHz,其相对带宽达到100.96%,尺寸为200mm×200mm×160mm,最大增益可达8.5dB。在整个频段内,单元天线的辐射效率达到94%以上,实现了高辐射效率。然后,设计一款宽带一分三威尔金森功分器与电磁偶极子单元天线相匹配,为拓展带宽选用五节切比雪夫阻抗匹配。功分器与单元天线相结合实现1×3的电磁偶极子天线直线阵列,通过优化单元天线之间的间隔获得最优阵列。电磁偶极子天线阵列的工作频段为0.75GHz~2.17GHz,其相对带宽达到97.26%,最大增益可达11.5dB,整个频段的辐射效率超过84%。最后,对设计出的电磁偶极子单元天线及阵列的优缺点进行分析总结。并展望了高辐射效率天线的前景。