EDA雙鞭天線及匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方案

隨著現(xiàn)代軍事通信系統(tǒng)中跳頻、擴(kuò)頻等技術(shù)的應(yīng)用，尋求天線的寬頻帶、全向性、小型化、共用化成為天線研究中一個(gè)重要課題。單純依靠天線的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難以滿足上述要求。天線作為通信設(shè)備的前端部件，對(duì)通信質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。

人們采用多種措施來(lái)改善天線的性能，加載就是適應(yīng)這種小型化天線的典型技術(shù)。使用天線寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)，則是進(jìn)一步改善天線寬頻帶技術(shù)的一種有效技術(shù)。本文以120～520 MHz工作頻率為例，根據(jù)限定的天線結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，選擇合適的加載位置，利用軟件優(yōu)化，得到了合理的加載值和優(yōu)化的匹配網(wǎng)絡(luò)。

1 天線及匹配網(wǎng)絡(luò)模型

天線的模型如圖1所示，加載方式采用無(wú)耗并聯(lián)LC電路。匹配網(wǎng)絡(luò)位于天線底部，采用混合型網(wǎng)絡(luò)，如圖2所示。

2 天線及匹配網(wǎng)絡(luò)分析

2.1 天線的加載位置

天線為集總加載的雙鞭天線，模型是建立在理想導(dǎo)電地面上。加載的目的就是使天線獲得行波電流，減少反射。此時(shí)的加載就是最佳加載。這里討論的是無(wú)耗加載，電抗加載最佳加載位置與電抗的關(guān)系式為：

2.2 匹配網(wǎng)絡(luò)分析

天線的輸入阻抗zin可由電流分布得到，從饋線端看過(guò)去，整個(gè)系統(tǒng)的輸入阻抗為：

3 EDA軟件優(yōu)化設(shè)計(jì)

天線相關(guān)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)采用CST軟件。根據(jù)實(shí)際要求，我們的優(yōu)化參量包括加載位置h，天線間距d。由優(yōu)化得到的數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)天線實(shí)際模型。測(cè)試得到阻抗數(shù)據(jù)導(dǎo)入ADS軟件中，作為匹配網(wǎng)絡(luò)參數(shù)優(yōu)化的依據(jù)。匹配網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)不作為優(yōu)化變量。優(yōu)化參數(shù)包括匹配網(wǎng)絡(luò)元器件值。