一种宽频带小型化低剖面天线的设计

陈鹏宇，候宇通，王满仓

（上海航空机械有限公司，上海 201314）

引言

近年来随着电子科学技术的不断发展，无线通信技术也随着发展浪潮不断进步。从手机通信基站到飞机、车、船、导弹、卫星等各种载体上，搭载了种类繁多的通讯天线和设备。随之而来的设备间的相互影响，固定空间下设备的排布等问题也变得十分突出和棘手。

设备向着小型化，多功能化发展，天线也需要适应其发展，特别是在超短波频段，其波长较长，相应的天线尺寸也很大，这对整个载体的天线布局带来极大的难度。而且因天线尺寸很大，对高速运动的载体的气动外形影响也很大，极大限制了其运用环境。因此，迫切的需要在缩小天线尺寸的同时对天线的宽带化进行研究，目的是使用小型化的天线覆盖更宽的频段。

1 天线的设计

传统倒锥台形式的天线也称锥形单极子天线，是一种常见的宽带天线形式，其锥顶可以是平的，也可以是其他形状，通过调节锥角（锥角通常使用范围为60°~100°）可以使其阻抗曲线在很宽的频带内保持稳定，实现宽带特性。天线的工作带宽只和其尺寸相关，故也称为频率无关天线。但是其较大的体积并不适应现在天线发展中的小型化要求。本章研究的主要内容即以锥形单极子天线为基础，进行小型化设计。

图1 给出了天线的结构示意图，如图所示，天线主要由天线罩、锥形辐射体、短路柱、介质支撑柱、地板构成。在倒锥台辐射体上添加圆环形式的顶加载结构，顶加载圆环改变了天线辐射体和底板间的分布电容和分布电感，有效地减小了天线的尺寸；……