短波天线宽带化设计的实现分析

陈文君

摘 要 近年来，我国通信技术不断发展，通信方式和要求都发生了一定的改变，尤其是跳频、软件无线电技术的发展和深入研究，短波天线宽带化设计逐渐提上了日程。传统短波窄带天线技术无法适应目前的跳频速率，从而影响了短波系统的抗干扰能力以及通信效率，制约了短波通信技术的发展，因此在传统技术的基础上，需深入研究宽带化设计，从而满足社会发展需求。本文简单介绍了短波宽带技术的应用，对实现短波天线宽带化设计进行了深入分析，旨在提升通信质量，满足通信需求。

关键词 短波天线；宽带化；设计；实现

前言

短波天线是一种重要的无线通信设备，通过远程通信方式实现传达的目的。近年来，我国科学技术不断发展，短波技术在各行各业中被广泛应用，其发挥的作用不可替代。在实际应用中，短波技术具有投资较少、操作简单、设备简单、使用便捷等优点，在我国气象、应急、人防等部门等都得到了很好的应用。特别是在军事通讯中，短波技术是非常重要的通信手段，发挥着十分重要的作用。

1 短波宽带技术介绍

1.1 天线工作宽带

短波宽带技术是天线的一种使用方式，可以划分为倍频宽带和相对宽带两种形式。在实际应用过程中，天线带宽由于受到各种因素的影响，导致通通信质量下降。特别是各项电性能指标随频率的变化是导致通信质量下降的最突出因素。天线工作带宽细划上分为：增益带宽、极化带宽、方向图带宽以及输入阻抗带宽等。

1.2 天线宽带展宽方式

现阶段，结合宽带发展技术，想要实现天线宽带化，可以从以下几个方面着手：几点结合，设计完善的天线结构组合；插入网络或者阻抗元件；多模式共同运行；对称结构旋转宽频带天线等。

2 短波天线宽带化设计的实现途径

结合短波天线运行原理，振子天线上电流的分布可以看作是驻波分布，天线辐射阻抗以及输入阻抗有一定的关联。通过这些运行原理的应用，能够实现短波天线宽带。在此过程中，需要注意的是在进行振子天线宽带化时，需要从以下几个方面着手，从而充分发挥宽度化效果。

2.1 加粗振子直径

阻抗大小和振子天线形状以及大小有着十分密切的联系，如果阻抗增大，那么天线特性也会增大。笼形天线是其中比较明显的措施，其设计原理是将振子天线一臂导线，将多个导线相互组合成为笼子，加粗振子天线，可以使天线特性阻抗降低300-450。由此可见，在天线工作过程中，如波长变化，那么输入阻抗也会发生改变，虽然，此种技术比较简单化，但是缺点也较多，天线尺寸会太大[1]。

2.2 锥形结构

笔者结合多年工作经验，总结出：短波天线宽带化设计进程中，可以通过加粗振子直径方式，优化阻抗频率，但是其会受到圆柱振子轴渐变的影响，导致阻抗对电流传播产生一定的影响，无法充分发挥加粗振子天线效果。针对此问题，将振子天线形状设计为逐层双锥结构或者旋转结构，其主要工作原理是将振子各个点和馈电点距离保持一定的比例常熟，在原则上，无线双锥性能可以使输入阻抗不受到频率的影响。但在实际应用过程中，很难使振子双锥结构的天线无限延伸，在终端反射还是会导致受到频率的影响，但是综合来看，加粗振子天线的优势以及发挥效果还是相对比较明显的。

2.3 双锥天线

双锥天线是锥形结构的改良形式，其主要运行原理是利用双锥天线和导体圆锥的组合发挥其作用。双锥天线的双锥结构，会受到半锥角影响，导致工作效果下降，但这和离馈电点的距离并无关联，双锥天线结构的阻抗会随着半锥角增大而发生改变。通过分析反馈数据，短波天线宽带化设计过程中，双锥天线锥角和长度越大，对于实现短波天线宽带化越有利。此种双锥天线的结构在短波应用过程中对天线横向尺寸和纵向尺寸有一定的要求[2]。

2.4 盘锥天线

在天线展宽频带的过程中，相关设计人员需要针对普通双锥天线结构进行适当修改，与此同时，进行非对称激励，这对实现天线宽带化十分有必要。从另一个角度讲，将双锥盘锥天线上椎体半角扩大，使其变成圆盘的形状，在变换上椎体过程中，下椎体半角不能发生改变，需保障盘锥尺寸和下椎体尺寸有差别，这样才能够更好地发挥非对称激励效果。

2.5 锥形单极子

为了能够提升双锥结构非对称激励的效果，最大程度发挥其作用，相关设计人员可以将普通单极子天线转变为锥形。单极子天线馈电方式虽然是非对称形式，但是，在运行过程中，会产生十分强大的阻抗，导致短波天线宽带化的效果降低。因此，再设计过程中，将单极子天线振子变换成为锥形，那么可以利用锥形结构的特殊性保障宽带化效果的充分发挥。与此同时，设计人员可以利用非对称激励将振子与地板之间产生阻抗，从而来拓展带宽。虽然，锥形单极子天线辐射体是锥形，但是，通过设计人员对形状的改變，可以优化效果，明显的拓展宽带天线频带效果，除此之外，还可以通过导线替换旋转对称面，有效减少天线重量，从而实现短波天线宽带化设计[3]。

3 结束语

综上所述，随着我国科学技术的不断发展，短波天线技术被广泛地应用于各行各业中，在行业发展中发挥着不可替代的作用。在不断探索事物发展过程中，为了能够保障短波天线宽带化技术应用先进性，需结合现代技术发展情况，对天线技术进行有效的优化和改良，顺应时代的发展不发，有效应用短波技术，提升通讯质量，为人们提供更好的服务。

参考文献

[1] 彭立国.短波天线的宽带化设计研究[J].黑龙江科技信息，2015， （16）：38.

[2] 陈翰.短波天线的宽带化设计研究[D].西安：西安电子科技大学，2012.

[3] 邱宇.短波天线宽带匹配网络设计的若干研究[J].黑龙江科技信息，2016，（16）：95.