一种圆锥天线的改进设计

摘 要 本文介绍了一种对圆锥天线的外部轮廓线进行改进以提高天线性能的方法。介绍了组成天线轮廓线的设计过程，用HFSS软件对设计的天线进行了仿真优化。测试结果表明这种天线具有超过10：1的阻抗带宽且在频带内具有客观的水平增益。

关键词 圆锥天线 超宽带

中图分类号：TN823. 15 文献标识码：A

随着无线网络、移动通信和军事应用需求的增长，能够工作于VHF/UHF频段的超宽带天线引起了人们广泛的兴趣，而低剖面超宽带天线对机载、车载语音通讯系统向来具有很强的吸引力。为了实现低剖面共形的超宽带VHF＼UHF天线设计，人们在单锥天线的基础之上对其进行了一定程度的改进，实现了天线性能的提升，取得了进展。美国俄亥俄州立大学电子科学实验室的Jing Zhao、 John L. Volakis等人提出的一种新型的IHA（inverted-hat antenna）天线，改善了天线的性能。所设计的直径为15英寸、高为6英寸的天线在0.2-2GHz的带宽内实现了特性阻抗匹配。

但单锥天线也存在一些局限，例如有限尺寸单锥天线难以实现很大的带宽。本文设计了一种折线轮廓的低剖面超宽带盘锥天线，并加工出实物进行了相应的测试，给出了测试结果。测试结果表明该天线有10：1的阻抗带宽，且在频带内有可观的水平增益。

1天线设计

为了保证天线具有低剖面，天线的直径和高度采用了定值D和H，并在外形设计中引入了随机游走方法。天线的外形轮廓由一系列折线连接而成，第j段折线具有相应的线长rj和水平夹角 j，分别是一组离散的长度和角度。

2天线测试结果

采用HFSS软件对设计的折线型锥天线进行仿真，采用50同轴电缆进行馈电，接地面设置为无限大接地面，边界条件为吸收边界。

3结论

本文介绍了一种圆锥天线的改进设计，用HFSS仿真软件测试其性能指标。这种天线具有超10：1的阻抗带宽，且在300MHz-2.0GHz频带内有可观的水平增益。通过优化设计，天线性能可以得到进一步的提高，也将得到更加广泛的应用。

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