小型化和宽带化的高效率笼型天线

黄薇育

（作者单位：新疆新闻出版广电局节目传输中心91614台)

笼型天线能够控制短波电线，具有一定的调节和控制功能。现代化无线终端设备的不断进步与发展，使小型化的科学技术研究有着较好的增益性。宽带甚至是超宽带的电线具有高效率的特点，成为超短波性质的通信技术手段。通过对传统电线进行分析，发现其研究方向比较狭窄，难以顺应社会的发展趋势，既使是能够进行调节的电线，也难以满足调频较为频繁的速率要求。

1 笼型天线的概述

笼型天线短波发射机的连接系统，能够全面控制和调节信号，也能够对信号进行一定的切断。发射机连接天线系统，主要包含室内开关矩阵类型系统、室外相互交换开关系统。在发射系统当中，天线会被导入到电磁波中，进而转变成具有自由空间性质的无线电波。在接收系统内，能够将无线电波转成为电磁波，实现了任意两点间电磁信号的传递。发射机的天线能够将高频的电流转换成为电磁波，在规定范围内进行辐射，因此能够看出，传输性能是天线必须具备的一个功能翁。相关技术人员，要加大研究小型化及宽带化天线的力度，提高天线的输送效率。

2 天线小型化和宽带化

信息时代的到来，加快了科学技术发展的步伐。无线通信设备技术的进步和发展，在通信方面得到了充分的体现，它可以对不同类型的数据进行有效的处理，并对电子设备进行远程超控。无线通信技术结合了微电子技术、航空航天技术、微电子技术，进而增加了具有移动性质的无线通信系统设备，使我国进入到无线通信时代。但是随着无线信息技术的进步和发展，人们对通信信息的要求也越来越高，例如：具有代表性的技术，如超宽带的通信技术、大规模空间技术以及集成电路等，促使了不同类型的电子设备系统的形成，推动了宽带化和小型化趋势的发展。在天线中所应用的器件、设备以及天线自身的性能优劣等，都会直接影响到系统所能接受、发送信息与功率的信噪比。为了提升通信系统的小型化与宽带化的功能，针对小型化带有天线的研究，便显得尤为重要。

天线的小型化技术是指在固定的频率工作上，将天线的尺寸缩小。信息系统技术的进步和发展，使人们对多种类型的通信中断天线的要求不断提高，蓝牙、手机、无线网等领域对天线的相关紧凑性质、小型化要求也在不断提升。在通信设备的运用上，以往的传统电线，集成度较低、隐蔽性较差，已经难以满足未来社会无线通信设备的发展要求。因此应该设计出相对较小型的电线，以此来满足无线系统发展的需求。

天线小型化加载技术。天线小型化加载技术，通常是利用小型化和宽带化手段来实现，通过在电线适当的位置加载导体、电抗、电阻等，进而对电线内的电流分布情况进行有效的布置，以控制电线的振频率、改变天线的辐射方向以及降低辐射的高低等为目的。所加载的元件类型可以分为无源器元件、有源网络等。相对来说，在工作频率不高时，可以适当地进行集中加载，而在工作频率相对较高时，可以进行分布加载。为此，可以运用加载技术对电线中的小型化技术进行有效运用。在天线技术中，天线的加载优化技术属于一种非线性的技术类型，其所涉及到的变量，包含加载的位置、组合、元件，属于一种多变量的技术类型，如果建立一个较为优化的函数，并且达到天线的要求，那么此函数具有一个较小的值。由于天线的参数与天线的特征具有一定的关系，因此最优化的函数，属于这些参数的函数。另外也应该选择最优化的方式，使得最优化的函数达到极小值。之后运用计算机进行模拟，通过最先进的技术，使加载技术得到最优解。

但是天线的加载技术，是能够实现天线小型化的一种技术。在使用加载技术的过程当中，会产生一些问题。在天线当中进行加载的元件，一般都是消耗性的器件，因此会对天线造成一些不良影响。为了解决天线加载技术中存在的缺点，就要合理优化天线结构，即在保障天线各项指标的基础上，运用遗传算法与一些优化软件，进行仿真和测试，进而使天线处于一个相对理想的结构中。

天线宽带化技术。天线的宽带主要包含两种，一种是相对宽带，另一种是倍频宽带。天线的宽带化，指的是在较为宽广的地带区域之内，天线具有方向性、极化性、阻抗性，而且它们的变化相对较小。传统的宽带性电线结构类型有菱形、V字形、锥形等，而新型的宽带天线，包含了对数周期类型的天线，天线存在不同种类的参数，其包含了天线的方向图、增益性等，而这些参数都和频率有一定的关系。天线中的频带宽度是天线中主要电气的质变，例如：增益、极化特点，驻波系数等都能够满足设计要求的频率范围。在指标要求的同一范围内，要以最严格要求作为确定电线宽带的依据。通信设备的发展非常迅速，宽带通信设备也随之出现。为了能够实现消除干扰、保密通信的作用，宽带化技术也在不断地更新换代，宽带技术中的超宽带电线技术，也在不断地进步和发展，成为天线学研究中的一项重要的内容。在当今通信技术发展的过程当中，天线调频的范围也随之拓宽，传统的狭窄电线已经难以满足需求。另外，在移动平台中，狭小空间内部如果密布多个电线，相互之间便会存在较为严重的干扰，会给通信质量带来一定的影响，因此要将天线拓展到较宽的频段上，倍频甚至要达到十几兆以上。在此背景下，天线中的宽带化技术成为天线学领域研究的一项重要课题。

3 结语

传统结构的天线，已经难以适应当今快速发展的通信技术的发展。通信设备从开始的单极子天线，发展成为对称阵子类型的天线；从传统的较为狭窄的天线，变换成为宽带的天线。天线不断向小型化以及宽带化方向发展，加载技术得到了广泛的运用。而笼型天线的出现，扩大了短波通信覆盖的范围，进而保障了通信的质量，它属于一种性能相对较好的创新型天线，更好地提升了通信的传输效率和传输质量。