基于变曲线组合方法的超宽带VHF/UHF天线设计 (2014年)
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现代电子技术
Modern Electronics Technique
2014 年 9 月 1 日
第 37卷第 17 期
Sep. 2014
Vol. 37 No. 17
0 引 言
随着宽带无线电监测设备的不断发展，对天线的要
求愈来愈高，需要天线在很宽的频带内（几十倍频内）具
有全向性、平坦的阻抗特性、线极化性以及小型化，上述
要求为天线研制带来挑战与机遇。众所周知，要在垂直
极化条件下实现天线的全向性，只能在单个偶极子或单
个单极子
[1⁃3]
上做文章，而单个偶极子或单个单极子的带
宽仅有 10%左右，在此基础上将天线带宽展宽到几十倍
频，需要积极开展理论与实验研究。
1 天线分析的基础
麦克斯韦方程是分析所有电磁问题的基础，同样也
是天线分析的基础
[4⁃5]
：
∇ × H
= J
+ ε
∂D
∂t
∇ × E
= -
∂B
∂t
∇∙D
= ρ
∇∙B
= 0
式中：D
是电位移；B
是磁感应强度；J
是电流密度。
2 矩量法
矩量法
[6⁃9]
是求解麦克斯韦方程行之有效的数值方
法 ，用 矩 量 法 分 析 天 线 问 题 ，可 以 用 电 场 积 分 方 程
（EFIF），也可以用磁场积分方程（MFIF）。磁场积分方
程计算较简单，但是只能处理封闭的散射问题；电场积
分方程既可以处理封闭体，也可以处理开放体，但计算
稍复杂。
设
S
表示开放的或闭合的导体目标表面，
n
为
S
的
外法线单位矢量，
E
i
为激励或入射电场，J
是导体目标
表面的电流密度，是未知量，如果导体目标的表面是开
放的，那么导体目标边界处
J
等于零，E
s
是导体目标表
面电流产生的二次场，即散射场，
E
s
可由下式表示：
E
s
= -jωA
- ∇ϕ
其中 A
为磁矢量位，可由下式给出：
A
=
μ
4π
∫
s
J
e
-jkR
R
ds
′
ϕ
为电标量位，表达式为：
ϕ =
1
4πε
∫
s
σ
e
-jkR
R
ds
′
式中：k 为波数，k = 2π λ，λ 为波长。导体目标表面电
基于变曲线组合方法的超宽带 VHF/UHF 天线设计
魏福显，后 骥
（中国电波传播研究所，河南 新乡 453003）
摘 要：随着无线电监测业务的不断扩展，监测天线面临着超宽带化、小型化等挑战。提出一种变曲线组合方法，并结
合矩量法进行天线设计，设计出一款可覆盖 80~3 000 MHz 的超宽带偶极子全向天线，基于仿真数据和实测数据的结果验证
了该设计方法的有效性。
关键词：监测天线；矩量法；超宽带；宽带偶极子天线
中图分类号：TN82⁃34 文献标识码：A 文章编号：1004⁃373X（2014）17⁃0061⁃04
Design of ultra broadband VHF/UHF antenna based on varied curve combination method
WEI Fu⁃xian，HOU Ji
（China Research Institute of Radiowave Propagation，Xinxiang 453003，China）
Abstract：With the continuous extension of radio monitoring mission，the monitoring antennas are confronted with the chal⁃
lenge of ultra wideband and miniaturization. A varied curve combination method is presented in this paper to design the anten⁃
nas by the aid of the method of moments. An ultra wideband dipole antenna covering 80~3 000 MHz was designed. The effective⁃
ness of the proposed method was confirmed by the simulated data and measured data.
Keywords：monitoring antenna；MoM；ultra wideband；broadband dipole antenna
收稿日期：2014⁃03⁃24
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