短波天線寬帶化設計的實現分析

陳文君

摘 要 近年來，我國通信技術不斷發展，通信方式和要求都發生了一定的改變，尤其是跳頻、軟件無線電技術的發展和深入研究，短波天線寬帶化設計逐漸提上了日程。傳統短波窄帶天線技術無法適應目前的跳頻速率，從而影響了短波系統的抗干擾能力以及通信效率，制約了短波通信技術的發展，因此在傳統技術的基礎上，需深入研究寬帶化設計，從而滿足社會發展需求。本文簡單介紹了短波寬帶技術的應用，對實現短波天線寬帶化設計進行了深入分析，旨在提升通信質量，滿足通信需求。

關鍵詞 短波天線；寬帶化；設計；實現

前言

短波天線是一種重要的無線通信設備，通過遠程通信方式實現傳達的目的。近年來，我國科學技術不斷發展，短波技術在各行各業中被廣泛應用，其發揮的作用不可替代。在實際應用中，短波技術具有投資較少、操作簡單、設備簡單、使用便捷等優點，在我國氣象、應急、人防等部門等都得到了很好的應用。特別是在軍事通訊中，短波技術是非常重要的通信手段，發揮著十分重要的作用。

1 短波寬帶技術介紹

1.1 天線工作寬帶

短波寬帶技術是天線的一種使用方式，可以劃分為倍頻寬帶和相對寬帶兩種形式。在實際應用過程中，天線帶寬由于受到各種因素的影響，導致通通信質量下降。特別是各項電性能指標隨頻率的變化是導致通信質量下降的最突出因素。天線工作帶寬細劃上分為：增益帶寬、極化帶寬、方向圖帶寬以及輸入阻抗帶寬等。

1.2 天線寬帶展寬方式

現階段，結合寬帶發展技術，想要實現天線寬帶化，可以從以下幾個方面著手：幾點結合，設計完善的天線結構組合；插入網絡或者阻抗元件；多模式共同運行；對稱結構旋轉寬頻帶天線等。

2 短波天線寬帶化設計的實現途徑

結合短波天線運行原理，振子天線上電流的分布可以看作是駐波分布，天線輻射阻抗以及輸入阻抗有一定的關聯。通過這些運行原理的應用，能夠實現短波天線寬帶。在此過程中，需要注意的是在進行振子天線寬帶化時，需要從以下幾個方面著手，從而充分發揮寬度化效果。

2.1 加粗振子直徑

阻抗大小和振子天線形狀以及大小有著十分密切的聯系，如果阻抗增大，那么天線特性也會增大。籠形天線是其中比較明顯的措施，其設計原理是將振子天線一臂導線，將多個導線相互組合成為籠子，加粗振子天線，可以使天線特性阻抗降低300-450。由此可見，在天線工作過程中，如波長變化，那么輸入阻抗也會發生改變，雖然，此種技術比較簡單化，但是缺點也較多，天線尺寸會太大[1]。

2.2 錐形結構

筆者結合多年工作經驗，總結出：短波天線寬帶化設計進程中，可以通過加粗振子直徑方式，優化阻抗頻率，但是其會受到圓柱振子軸漸變的影響，導致阻抗對電流傳播產生一定的影響，無法充分發揮加粗振子天線效果。針對此問題，將振子天線形狀設計為逐層雙錐結構或者旋轉結構，其主要工作原理是將振子各個點和饋電點距離保持一定的比例常熟，在原則上，無線雙錐性能可以使輸入阻抗不受到頻率的影響。但在實際應用過程中，很難使振子雙錐結構的天線無限延伸，在終端反射還是會導致受到頻率的影響，但是綜合來看，加粗振子天線的優勢以及發揮效果還是相對比較明顯的。

2.3 雙錐天線

雙錐天線是錐形結構的改良形式，其主要運行原理是利用雙錐天線和導體圓錐的組合發揮其作用。雙錐天線的雙錐結構，會受到半錐角影響，導致工作效果下降，但這和離饋電點的距離并無關聯，雙錐天線結構的阻抗會隨著半錐角增大而發生改變。通過分析反饋數據，短波天線寬帶化設計過程中，雙錐天線錐角和長度越大，對于實現短波天線寬帶化越有利。此種雙錐天線的結構在短波應用過程中對天線橫向尺寸和縱向尺寸有一定的要求[2]。

2.4 盤錐天線

在天線展寬頻帶的過程中，相關設計人員需要針對普通雙錐天線結構進行適當修改，與此同時，進行非對稱激勵，這對實現天線寬帶化十分有必要。從另一個角度講，將雙錐盤錐天線上椎體半角擴大，使其變成圓盤的形狀，在變換上椎體過程中，下椎體半角不能發生改變，需保障盤錐尺寸和下椎體尺寸有差別，這樣才能夠更好地發揮非對稱激勵效果。

2.5 錐形單極子

為了能夠提升雙錐結構非對稱激勵的效果，最大程度發揮其作用，相關設計人員可以將普通單極子天線轉變為錐形。單極子天線饋電方式雖然是非對稱形式，但是，在運行過程中，會產生十分強大的阻抗，導致短波天線寬帶化的效果降低。因此，再設計過程中，將單極子天線振子變換成為錐形，那么可以利用錐形結構的特殊性保障寬帶化效果的充分發揮。與此同時，設計人員可以利用非對稱激勵將振子與地板之間產生阻抗，從而來拓展帶寬。雖然，錐形單極子天線輻射體是錐形，但是，通過設計人員對形狀的改變，可以優化效果，明顯的拓展寬帶天線頻帶效果，除此之外，還可以通過導線替換旋轉對稱面，有效減少天線重量，從而實現短波天線寬帶化設計[3]。

3 結束語

綜上所述，隨著我國科學技術的不斷發展，短波天線技術被廣泛地應用于各行各業中，在行業發展中發揮著不可替代的作用。在不斷探索事物發展過程中，為了能夠保障短波天線寬帶化技術應用先進性，需結合現代技術發展情況，對天線技術進行有效的優化和改良，順應時代的發展不發，有效應用短波技術，提升通訊質量，為人們提供更好的服務。

參考文獻

[1] 彭立國.短波天線的寬帶化設計研究[J].黑龍江科技信息，2015， （16）：38.

[2] 陳翰.短波天線的寬帶化設計研究[D].西安：西安電子科技大學，2012.

[3] 邱宇.短波天線寬帶匹配網絡設計的若干研究[J].黑龍江科技信息，2016，（16）：95.