VHF/UHF飞行器天线的小型化研究

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自飞行器出现以来,飞行器逐渐成为现代文明不可或缺的运载工具,其在社会生活、军事打击和太空探索等领域发挥着越来越重要的作用。随着无线通信设备的飞快发展、飞行器飞行速度的不断提高,现代科技对飞行器性能的要求越来越苛刻。天线作为无线通信设备的关键部件,对飞行器通信系统的性能起着至关重要的作用,因此对飞行器天线的小型化研究具有现实意义。  本文主要针对VHF/UHF频段飞行器常用的平面天线,利用弯折技术、加载技术和折合技术,对天线的宽带化及小型化进行了研究和设计,所做的工作如下:  1、平面渐变式弯折天线的研究与设计。首先,采用矢量位叠加法推导出平面三角形天线的阻抗特性;然后,将三角形结构与弯折结构有机结合,提出了一种平面渐变式弯折天线结构,并对其电流分布进行分析;最后,对嵌入分布式有耗加载网络和宽带匹配网络进行优化设计。仿真与测试结果表明:在18个倍频程的工作频带内电压驻波比小于4.8,水平面的增益大于-26dBi,其高度只有最长工作波长的0.0233倍,宽度只有最长工作波长的0.03倍。所设计平面渐变式弯折天线与CHU Q X等人提出的宽带共口径天线[3]相比,其高度缩小了45%。  2、平面双折合三角形天线的研究与设计。首先,对平面双折合天线各谐振点产生的原因和工作原理进行分析;然后,对双折合天线折合臂中点处加载阻抗进行理论分析,提出了一种基于螺旋折合臂的平面双折合三角形模型;最后,对集总加载网络和宽带匹配电路进行优化设计,测试结果证明了仿真数据的准确性及可靠性。实验表明所设计天线具有很宽的阻抗带宽、很小的结构尺寸等特点,在天线超宽带小型化领域具有较高的应用价值。
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