[发明专利]一种机载电小短波天线阻抗特性优化方法及宽带短波天线

说明书

本发明属于机载短波通信天线，提供一种机载电小短波天线阻抗特性优化方法及宽带短波天线，方法包含以下步骤：S1，利用电磁仿真软件HFSS设计常规机载电小短波天线A；S2，调节天线A尺寸，使机载电小短波天线工作频带在2～30MHz内；S3，以S1中设计的机载电小短波天线A为中心，增加八个电小短波天线为寄生单元组成3×3阵列形式；S4，设计寄生单元，使寄生单元的结构与机载电小短波天线A结构相同，馈电端口删除；S5，将八个寄生单元与机载电小短波天线A相邻两个单元中心之间的距离设置成d；S6，通过调节d的大小，调节寄生单元与机载电小短波天线A之间的耦合，在宽频带范围内使天线A端口阻抗达到易于匹配50Ω的状态。

技术领域

本发明属于机载短波通信天线，涉及一种改善机载电小耦合短波天线阻抗特性的设计方法。

背景技术

短波电台由短波电台收发机、天调系统和短波天线组成。短波天线作为机载短波通信系统的前端，是整个短波通信系统的“耳目”，其性能的优劣直接影响着整个机载短波通信系统性能的优劣。

机载短波天线频率低、波长长，一般采用振子形式的天线，如性能较好的拉索天线、探针天线、顶端天线、分流天线等，但受限于目前先进飞机气动与结构条件的限制，短波天线尺寸必须小且能共形内埋或者共形贴到机身上，这些类型的天线均不适用。此外，并馈天线长达十七八米，在飞机上很难找到合适的安装位置；回形天线单天线性能较好，共形在飞机上后方向图受金属机身的影响，方向图在机体后向会产生大的凹陷；尾帽天线通过激励起整个机身进行工作，天线性能较好，但由于天线馈电点在尾翼顶端，如果对尾翼不进行特殊设计，天调很难就近安装在天线馈电点附近，且会导致馈线损耗大。

且上述短波天线均有一个缺点：天线尺寸小，导致辐射阻抗很小，天调系统调谐困难，天线辐射效率低，很难有效的将短波电台能量辐射出去，因此如何解决短波天线由于尺寸变小导致天线阻抗小、辐射效率低，是短波天线设计的要解决的重要难题。

发明内容

本发明的目的是：提出一种机载电小短波天线阻抗特性优化方法及宽带短波天线，解决短波天线尺寸变小带来的阻抗急剧变小问题。

本发明的技术方案是：

一种机载电小短波天线阻抗特性优化方法，包含以下步骤：

S1，利用电磁仿真软件HFSS设计常规机载电小短波天线A；

S2，调节天线A尺寸，使机载电小短波天线工作频带在2～30MHz内；

S3，以S1中设计的机载电小短波天线A为中心，增加八个电小短波天线为寄生单元B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8，组成3×3阵列形式；

S4，设计寄生单元，使寄生单元的结构与机载电小短波天线A结构相同，馈电端口删除；

S5，将八个寄生单元与机载电小短波天线A相邻两个单元中心之间的距离设置成d；

S6，通过调节d的大小，调节寄生单元与机载电小短波天线A之间的耦合，在宽频带范围内使天线A端口阻抗达到易于匹配50Ω的状态。

所述步骤S1具体为，利用电磁仿真软件HFSS设计常规机载电小短波天线A，机载电小短波天线为感性天线，即天线阻抗Z＝Re+j·Rim中Rim0；

所述步骤S3具体为，以S1中设计的机载电小短波天线A为中心，增加八个电小短波天线为寄生单元B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8，组成3×3阵列形式，八个寄生单元与机载电小短波天线A朝向摆放一致，相隔距离d，互相之间不重合。

所述步骤S6具体为，调节寄生单元与机载电小短波天线A之间的耦合，在调节d的同时，用电磁仿真软件HFSS监控馈电端口处天线特性阻抗，当整个频带范围内电抗值零点随d变化时，注意变化规律，使电抗值零点在14～16MHz，且整个2～30MHz范围内电抗值不大于200，阻抗值由1Ω逐渐增大到30～80Ω。