一种宽带短波环形天线的设计
Design of a Broadband HF Loop
Antenna
目录
中文摘要、关键词 (Ⅰ)
英文摘要、关键词 (Ⅱ)
引言 (1)
第一章课题研究的背景及意义 (2)
1.1 宽带短波环形天线的研究背景 (2)
1.2 课题研究的意义 (2)
1.2.1 短波通信 (2)
1.2.2 短波天线 (4)
1.2.3 车载宽带短波NVIS半环鞭天线的意义 (5)
第二章环形天线的宽带化和集总加载技术 (7)
2.1 环形天线 (7)
2.1.1天线的电性能指标 (7)
2.1.2环形天线的概念 (9)
2.2 宽带天线的概念及实现 (9)
2.2.1 天线的工作带宽及限制带宽的主要因素 (9)
2.2.2 实现线天线宽带化的主要方法 (10)
2.3 集总加载对小环天线性能的影响 (11)
第三章宽带短波环形天线的优化设计方法 (15)
3.1宽带短波NVIS半环鞭天线的设计 (15)
3.1.1 天线模型 (15)
3.1.2宽带短波NVIS半环鞭天线的原理 (16)
3.1.3 宽带短波NVIS半环鞭天线设计方案 (16)
3.1.4天调系统 (18)
3.2 矩量法 (18)
3.2.1矩量法基本原理 (19)
3.2.2 矩量法方程的求解 (21)
3.3遗传算法在线天线优化设计中的应用 (22)
3.3.1遗传算法原理 (22)
3.3.2遗传算法在天线加载问题中的应用 (23)
3.4 宽带短波NVIS半环鞭天线的设计结果及分析 (25)
第四章基于CST的宽带短波NVIS半环鞭天线优化设计 (27)
4.1宽带短波NVIS半环鞭天线的CST优化设计 (27)
4.1.1 CST概述 (27)
4.1.2 使用CST优化天线性能参数的主要过程 (28)
4.2 短波环天线主要性能参数的CST仿真及结果分析 (29)
4.2.1天线输入阻抗的CST仿真及结果分析 (29)
4.2.2天线方向图的CST仿真及结果分析 (33)
4.3结果分析及改进方案 (41)
结论 (43)
致谢 (44)
参考文献 (45)
附录 (46)
一种宽带短波环形天线的设计
摘要：在现代通信技术中，天线的宽带化和小型化是天线研究中的一个重要课题。环形天线具有结构简单、成本低、体积小、重量轻等诸多优点。同时在短波（2～30MHz ）通信中存在明显的盲区效应，解决该问题的方法是对这一区域的通信采用近垂直入射天波（NVIS ，Near V ertical Incidence SKY wave ）传播通信方式。论文提出了一种车载宽带短波NVIS 半环鞭天线，对这种天线进行集中加载来实现宽带化，通过矩量法(MoM)计算加载元件对天线电流分布的影响，继而估算出天线的输入阻抗、电压驻波比（VSWR ）以及天线增益等特性参数；利用遗传算法（GA ）对加载元件参数进行优化，得到趋于某一平均值、较平缓的输入阻抗曲线，然后在CST 中设置初始参数进行优化。使该半环天线增益达到1dBi ~11dBi,在MHz
f z 6MH 2≤≤频率范围内3V S W R ≤，在M H z f z 30MH 6≤≤频率范围内2V S W R ≤，且在MHz f z 30MH 6≤≤范围内驻波比可小于 1.5。该半环天线在2MHz ～30MHz 内辐射仰角高、全向辐射特性好，通信距离可达1000km 。论文设计的半环天线不仅消除了短波通信盲区，而且基本实现天线的宽带化和小型化，达到通信要求。
关键词：短波通信 加载 矩量法 遗传算法 半环天线 CST
Design of a Broadband HF Loop Antenna
Abstract：In modern communication technologies, the development of antenna with wideband and small size characteristics became an important subject in the field of antenna. Loop antenna has simple structure, low cost, small volume, light weight, and many other advantages. While short-wave (2 ~ 30MHz) communications obvious blind spot effect, to solve the problem is the communication of this region using NVIS transmitted communications. This paper puts forward a kind of car NVIS shortwave broadband antenna, which is whip half ring. Concentrated load of such antennas to achieve broadband. Through the method of moments (MoM) calculated load components of the antenna current distribution, then estimate the antenna input impedance, voltage standing wave ratio (VSWR) and the antenna gain and other parameters. Using genetic algorithms (GA) to optimize the parameters of the load device, have become a mean, more gentle curve of input impedance. And then set the initial parameters in the CST to optimize. So that the half-loop antenna gain of 1dBi ~ 11dBi. In the frequency range of MHz
V SW R≤; in the frequency
2≤
≤,3
f
z6
MH
range of MHz
VSWR≤; and VSWR can be less than 1.5 in the range ≤,2
6≤
f
z30
MH
of MHz
f
6≤
≤. The half-loop antenna radiation in the 2MHz ~ 30MHz in high MH
z30
elevation, all the radiation properties is good, and the communication distance can up to 1000km. This design not only eliminates the short-wave communications blackout, and realizing the broadband antenna and small, to communication requirements.
Key words：Short-wave communications; Lumped Loading; MoM; GA ; Loop antenna ; CST
引言
天线是发射和接收电磁波的一个重要的无线电设备。天线从简单的偶极子天线，发展到目前不同频段、不同形式的线天线、面天线，而用于不同部门，如雷达天线、广播电视天线、微波通讯天线等等，只要把有用的信息有效地向空间辐射出去而不引起自身出现问题的物体都可以认为是天线。按用途，天线可分为发射和接收两大类。
随着科学技术的飞速发展，社会已经进入了信息时代，信息的快速而广泛的传递形成了信息社会最重要的特征。以现代无线通信、卫星通信、舰船通信以及雷达信息为代表的各种无线传递方式对电子技术的应用提出了越来越高的要求。随着无线通信中语音业务、窄带和宽带数据业务、卫星广播、卫星定位的兴起，移动通信产品市场需求的日益膨胀，只有那些体积小，携带方便，高灵敏度，高稳定性的无线通信产品才能满足需求。天线作为通信设备中的前端部件，对通信质量起着至关重要的作用，传统的天线形式和功能在一定程度上不能跟上电子器件小型化发展的需求，这种与现代信息传递要求相适应的天线的发展方向是小尺寸、宽频带、高效率、大容量、多功能等。
宽带短波环形天线具有天线所要求的宽带化、小型化，实现保密通信，消除干扰等优点，在现代通信中对其的研究越来越重要。短波（2～30MHz）通信设备紧凑，通信距离远，建立速度快，抗摧毁性强，是军事通信中最基本的通信手段。但是，短波通信存在明显的盲区效应。例如，使用常见的短波车载天线，地波传播距离一般最远达20~30公里，在实际中，由于高山或建筑物的遮挡，也会出现在5km外接收不到信号的情况；而天波从电离层反射落地的最短距离一般约为100公里，这样在地波极限与天波传播最短距离之间就形成了通信“盲区”。传统上盲区处于30～480公里之间，这一区域在战术通信中十分重要，但在这一区域建立短波通信却比较困难。解决该问题的方法是对这一区域的通信采用近垂直入射天波（NVIS，Near V ertical Incidence SKY wave）传播通信方式。
第一章课题研究的背景及意义
1.1宽带短波环形天线的研究背景
近几十年来，科学技术的飞速发展和人们生活日益现代化与社会化，对电子技术的应用提出了更高的要求。例如电视、广播、通信等业务，不仅要求高质量地传输语言、文字、图像、数据等信息，而且还要求设备宽带化、共用化。因此，与无线电设备发展趋势相适应，宽频带天线的研究也日益活跃，成为天线学科研究领域中的一个重要分支。
在现代通信技术中，为了实现保密通信，消除干扰，将广泛应用多频段、多功能电台和宽带跳频电台，跳频速率越来越高，跳频范围也越来越宽。原有的窄带天线已无法满足要求，即使可调谐天线也无法满足快速的跳频速率。同时，在移动平台，狭小的空间内若密布多副天线，相互之间的干扰较为严重，影响通信质量，这也要求研制的天线能覆盖很宽的频段，有的甚至达到十几个倍频以上，使多个电台共用一副天线来减少天线数量，并且要求天线效率高，损耗小，能承受较大的发射功率等特点，从而保证通信质量。在这种背景下，天线的宽带化和小型化就成为天线研究中的一个重要课题，特别是工作在短波波段上的天线，由于工作频率低，天线的工作波长都比较长，天线的物理尺寸都比较小，而且采用环形集总加载的方法是比较方便和容易实现的，从而研发性能优良的宽带短波环形天线成为工程实现中亟待解决关键技术。
1.2 课题研究的意义
1.2.1短波通信
短波通信是历史最为久远的无线电通信。它是战略通信网的重要组成部分。短波通信设备简单、机动灵活、成本低廉，可用较小的发射功率直接进行远距离通信。所以，在很长一段时期中，一直是重要的通信手段，特别是实现远距离通信的主要手段。由于卫星通信的出现和发展，使短波通信受到了较长时间的冷落。和卫星通信比较，短波信道是随机参量信道，稳定性和可靠性差，通信速率低。人们以为短波通信会被卫星通信取代。由此造成对短波通信投资的急剧减少和科研的削弱。连美军1976年制定的综合战术通信计划中，仅把短波通信列为补充和备用手段。由于短波通信技术的进步，其可靠性、稳定性、通信质量与通信速率
提高到新的水平。与卫星通信及有线通信相比，短波通信介质的电离层不易遭受人为破坏。短波通信被重新确定了其重要的位置。美国重新把短波信道作为战略的和战术主干线和二级线路。在我国短波通信网是战略通信网之一。是战时作战指挥通信中的“杀手锏”之一，是和平时期防暴乱、抢险救灾的应急通信手段。短波通信有时甚至是唯一的通信手段。短波通信愈来愈受到重视。
1、短波传播方式
短波的基本传播途径有两种：地波（表面波）传播和天波传播。天波传播是短波通信的主要传输方式。
（1）地波传播
沿大地与空气的分界面传播的电波，叫地面波或表面波，简称地波。其传播途径主要取决于地面的电特性。地波在传播过程中，由于部份能量被大地吸收，很快减弱，波长越短，减弱越快，因而传播距离不远。但地波不受气候影响，可靠性高。通常，超长波、长波、中波无线电通信，利用地波传播。
（2）天波传播
天波是指由天线向高空辐射的电磁波受到天空电离层反射或折射后返回地面的无线电波。
天波是短波的主要传播途径。短波信号由天线发出后，经电离层反射回地面，又由地面反射回电离层，可以多次反射，因而传播距离很远（可上万公里），而且不受地面障碍物阻挡。但天波传播的最大弱点是信号很不稳定的，处理不好会影响通信效果。随着无线电通信新技术的不断涌现，天波传播弱点对短波通信的影响，正在逐步被克服。
2、短波通信盲区
上面已介绍了地波和天波两种传播方式。
一般来说，地波的传播距离可达20 30公里，而天波从电离层第一次反射落地（第一跳）到发射点的最短距离约为80 100公里，从而20到100公里之间这一段，地波和天波都够不到，形成了短波通信的“寂静区”，也称为盲区。盲区内的通信大多是比较困难的。
电离层
天波
地波
跳跃区
通信盲区
图1.1短波天波通信跳跃距离与通信盲区示意图
如图1.1所示，跳跃区：发射站与无线电波首次由电离层返回地面的地点之间的距离。盲区：在天波跳跃区内和地波传播极限之间有一段距离，短波信号经过电离层折射越过了此区，信号无法到达该区域，这段距离就是我们常说的短波通信盲区。
1.2.2 短波天线
短波通信的方式和特点决定了短波通信天线的特殊性。
（1）需克服短波通信的“盲区”
解决通信盲区常用的方法：一是加大电台功率以延长地波传播距离；二是常用的有效方法就是选用高仰角天线，也称“高射天线”或“喷泉天线”，缩短天波第一跳落地的距离。目前解决该盲区问题的最实用而且性能优良的的方法是对这一区域的通信采用近垂直入射天波（NVIS，Near V ertical Incidence SKY wave）通信方式。短波“近垂直入射天波”通信指：短波传播信号接近于垂直辐射，由电离层返回地面的短波信号正好可以覆盖整个跳跃区（见图示1.2）。
图1.2 近垂直入射天波传播特点示意图
NVIS技术是试图在地波极限与第一跳距间的盲区中建立短波通信，其原理是在临界频率下以近乎垂直的仰角（600～900）向上辐射水平极化电磁波，进而以大角度从电离层反射，使回波接近发射天线，入射仰角越高天波的落地距离越短，
如果入射仰角是垂直的（900），天波的落地距离近似为0，就不存在盲区。实践证明，地貌因素对NVIS通信几乎没有影响，同时还可以弥补复杂地面条件对短波地波造成的严重衰减。
（2）需克服笨重的体积
另一方面，由于天线设计与其工作波长的关系，使得短波波段的天线的尺寸与体积比较大，限制了天线应用的场合及灵活性。
为解决天线尺寸及体积大、使用不灵活的问题，通常对天线进行加载设计：在天线结构上作适当改变，可以保持天线上的电流近似均匀分布，以满足所要求的电性能，通过天线加载亦可改变天线的方向性。由于天线上电流的总效应为各负载及激励源单独产生电流的线性叠加，通过对天线的加载，不仅极大地扩展了天线工作频带，而且可以控制天线的方向性。另外采用环形集总加载的方法是比较方便和容易实现的。
因此，研制和发展体积小、重量轻、安装和撤收均方便的宽带短波环形NVIS 通信天线，对复杂地域通信以及军用通讯是非常有意义的。
1.2.3 车载宽带短波NVIS半环鞭天线的意义
在短波通信广泛应用的早期，人们就对短波通信盲区效应有了较为深入的认识，并致力于研究解决这一问题的NVIS天线。我军现有的NVIS天线装备以陆军配备的种类较为完整，在某种程度上能够解决短波中距离通信问题，但是同时也存在各自的缺陷。由于短波NVIS天线对于我军现代化的敏感因素，国外目前尚对我国禁运。同时，国内学术届对短波天线研制也未给予足够的重视，使我国在该领域的技术水平与先进国家的距离不断加大。
近年来，随着电磁场理论的发展，以及新技术新材料的采用，NVIS天线技术也获得了长足进步。深入研究表明：（1）近垂直入射天波（NVIS）天线与垂直极化天线互为补充从而实现无盲区覆盖，在短波战术通信系统中具有重要意义。（2）天线结构由线天线向环天线的变化是NVIS天线的发展趋势。分析表明，环天线具有结构紧凑可靠、建立通信快、盲区覆盖质量好等优点。（3）采用环形NVIS天线有利于通过采用新技术、新材料和新器件改善天线整体性能。这方面对于简化天馈设备、提高天线辐射和接受效率、以及应用于跳频通信等都是十分重要的，是当前装备发展的关键技术。然而，理论分析表明：工作在2～30MHz短波波段的环形天线，其输入电阻很小，难与普通馈电线相匹配。所以NVIS天线研制需要突
破的关键技术之一是：合理设计天线结构以便在整个工作频带内实现合理的阻抗特性分布和尽可能高的辐射效率。例如在车载短波通信领域，半环NVIS鞭天线是近年来发展起来的新型NVIS天线类型，其结构轻巧牢固、通过性好，天调智能化高、尺寸紧凑，系统响应快、鲁棒性好，能够在各种机动车辆上进行装备，同时它能在整个频带上提供接近理想的全向辐射，能够为机动部队短波语音及数据通信突破盲区、实现全天候中距离通信提供有效保障，实践证明车载环形天线的综合性能比传统车载鞭天线更加优越。美军NVIS天线通过全新结构和技术，已使环形天线实现宽带通信能力，这对于实现NVIS跳频通信具有重要意义。随着我军现代化对于通信系统保障的要求的不断提高，建立连续的短波通信覆盖已成为当前紧迫的任务。车载宽带短波NVIS半环鞭天线的研制对于我军通信系统现代化建设具有广泛的实际需求背景和重要的实际意义。
第二章 环形天线的宽带化和集总加载技术
环形天线一般是电小天线，所谓电小天线是指天线的最大几何尺寸远小于工作波长的天线，根据H.A.Wheeler 的定义，电小天线要求k l 1≤，其中l 是天线的最大尺寸，λπ/2=k 为与电磁场相关的波数。由于天线是一种转换导波能量为辐射波能量的或相反过程的器件，而这种过程是直接与工作的波长相关联的，所以天线尺寸的减小将影响天线的带宽、增益、效率以及极化纯度等，而且电小天线也很不容易实现有效的馈电。正因为如此，在确定天线的性能时，天线尺寸往往比天线技术更为重要。长期以来，许多作者对天线的辐射性能与天线尺寸的关系进行了深入的研究，而且这种研究迄今还在继续。
2.1 环形天线
2.1.1天线的主要电性能指标
（1）定向性
定向性几乎是天线最重要的参量，描述天线定向性的参数有方向图和方向系数等。
天线的方向图用来描述电（磁）场强度在空间的分布状况，它是三维立体图形。工程上常采用在天线最大辐射方向上的两个相互垂直的平面内的方向图来表示天线的方向性，它们分别称为E 面和H 面的方向图。E 面是平行于电场矢量的平面，H 面是平行于磁场矢量的平面，也可以令E 面表示垂直于地平面的平面、而H 面表示平行于地平面的平面来观测天线的方向性。描述天线方向图的参数有：主瓣宽度（或称半功率波瓣宽度）、副瓣电平（指副瓣中的最大值与最小值之比）、前后辐射比（指前向与后辐射场强之比）等。方向图最直观地反映了电磁场大小的空间分布。
方向系数用D 来定量的说明天线辐射电磁波能量的集中程度。定义D 为：在总辐射功率相同的情况下，天线在其最大辐射方向上某处的场强的平方，与一无方向性的点源在相同处产生的场强的平方之比。数学表达式为： 242(,)sin d d 00D F π
ππθ?θθ?=?? （2-1）
式中，(,)F θ?为天线归一化的方向函数。若天线的副瓣电平很小，工程上常用两
主面的半功率波瓣宽度0.52E θ、0.52H θ来估算方向系数的值，即
0.50.5
33000
22E H D θθ= （2-2） 天线的方向性越强，方向系数越大。
（2）效率
天线的效率A η可以度量天线转换能量的有效性，它也是天线的重要指标之一。
例如发射天线的效率定义为：天线的辐射功率与输入功率之比。
若天线的效率小于1，天线输入功率一部分转化为辐射功率，一部分为消耗功率。其他损耗功率可包括有：天线系统的导线损耗、介质损耗、网络损耗以及天线支架、周围物体和大地中的电磁感应引起的损耗等等。一般电小天线的效率较低。
（3）增益
天线增益G 是一个实际参量，该参量因天线或天线罩的欧姆损耗而小于定向性，增益与定向性之比是天线的效率，这种关系可表示为：
10lg()10lg()A G G D η== （2-3）
具体可表述天线增益为：天线输入功率相同的情况下，某天线在其最大辐射方向上的场强平方，与一理想的无方向性的电源在相同处产生的场强平方之比。
（4）阻抗特性
天线的输入阻抗是天线馈电点处的电压与电流之比，通常它是一个复阻抗，而且是频率的函数。对于某些天线如底馈鞭天线，由于它和周围环境有较强的电磁耦合，因此，其输入阻抗值除决定于天线自身的结构、电尺寸等因素外，还与设置的环境有关；而有些天线输入阻抗对馈电点的结构异常敏感；严格从理论上计算天线的输入阻抗是比较困难的，工程应用中一般都采用测量的方法确定。
（5）频带宽度
天线的频带宽度是指天线的主要电指标如增益、主瓣宽度、副瓣电平、输入阻抗、极化特性等均满足设计要求时的频率范围，或称天线的工作带宽，简称天线带宽。
根据无源天线收、发的互易性，同一付天线作为发射或接收时，电特性是相同的。
2.1.2环形天线的概念
顾名思义环形天线就是将导线弯成环形所构成的天线。环形天线的终端负载阻抗可以为零，也可以等于环的特性阻抗，其上的电流分布和平行传输线类似。终端短接的环的周长不大于0.2倍工作波长时，称为小环天线,环上的电流近似按等幅同相分布。短接环的半径较大时，环上电流为驻波分布。当端接负载的阻抗等于环的特性阻抗时，环上的电流为行波分布。依据电磁辐射的二重性原理，小环天线和垂直于环面放置的小电偶极天线的辐射场除将电和磁的量互换外都是类似的，即在环面的平面上方向图是圆，环轴所在平面上方向图是8字形,沿环轴方向的辐射为零。环可以是空心的或磁芯的；单匝的或多匝的。理论和实验证明，辐射场与环的面积、匝数和环上的电流成正比，与工作波长的平方和距离成反比；与环的形状关系不大。由于小环天线的周长远远小于一个波长，主要产生和响应电磁信号的磁分量，而大多数人造干扰源主要产生电场辐射，所以小环天线具有噪声免疫特性，尤其适合用于干扰和抖动的工作环境。小环天线的辐射效率很低，通常用作接收天线，广泛应用于测向、无线电罗盘和中、短波广播接收机。
2.2 宽带天线的概念及实现
2.2.1 天线的工作带宽及限制带宽的主要因素
由于天线的各项电指标一般都是随频率变化的因而天线带宽也就取决于各项电指标的频率特性。若同时对几项电指标都有具体要求时，则以其中最严格的要求作为确定天线带宽的依据。
天线带宽通常有两种表示方法：（1）相对带宽；（2）倍频带宽。
相对带宽的定义是：天线的绝对带宽2f ?与工作频带内的中心频率0f 之比，即
m ax m in
002f f f R f f -?== （2-4）
式中，max f 、m in f 分别表示工作频带的上限频率和下限频率。
倍频带宽的定义是：工作频带的上限频率与下限频率之比，即
m
a x m i n f B f = （2-5）
一般窄带天线多使用相对带宽一词，而宽带天线多采用倍频带宽的表示方法。
窄带和宽带都是相对的概念，没有严格的定义，习惯上认为m ax m in 2B f f =≥就是
宽带天线。
天线带宽主要取决于各项电指标的频率特性。通常，天线主要电指标均有其各自定义的带宽，它们分别是：
（1）方向图带宽
由于方向图是描述天线方向性的重要指标，而当频率偏离设计频率时，有可能发生主瓣指向偏移、主瓣分裂萎缩、副瓣电平增大、前后辐射比下降等。当方向图恶化到不能满足设计要求时，即限定了方向图的带宽。一般来说，高频端方向图容易迅速恶化，因此，它往往是限制上限频率max f 的主要因素。
（2）增益带宽
是指增益下降到允许值时的频带宽度。通常定义增益下降到工作频带内最大增益值的50%时相应的频带宽度为3dB 的增益带宽。通常，频率降低，天线电尺寸变小。增益比较明显地下降，因此，该项指标往往限定了下限工作频率m in f 的值。
（3）输入阻抗带宽
简称阻抗带宽，输入阻抗随频率变化，当天线输入端电压一定时，输入端电流会随频率变化，因此可以通过天线输入端电流的变化来计算天线的阻抗带宽。通常，谐振式天线（如对称振子或单极子天线等）多采用这种表示方法。在中心频率0f 处，天线长度调整到谐振长度，即输入电抗为零，谐振时的天线电流为
0()in I f ；当频率偏离f ?，即0f f f =±?时，使输入端电流恰好为谐振时电流的0.707
倍，相应的带宽2f ?就称为3dB 阻抗带宽。
此外，天线的阻抗带宽也可以用馈线上的电压驻波比来表示。根据设计这对电指标的要求，以驻波比低与规定值的频率带宽为天线的阻抗带宽。这种表示方法既反映了天线阻抗的频率特性，也说明了天线与馈线的匹配效果，在天线工程中使用性很强。
2.2.2 实现电小线天线宽带化的主要方法
（1）采用机机电结合的方式，合理设计天线结构，使具有宽频特性
例如伸缩式短波、超短波直立天线，其天线长度利用机电结合的办法进行控制，使之在不同频率上始终保持在串联谐振长度上，即电长度保持不变，以实现在相当宽的频带内具有良好的方向性和阻抗匹配特性。这种方法由于是机械伸缩，因而使应用范围受到一定限制，但仍不失为一种易于实现、行之有效的宽带化措施。
（2）利用插入分布或者集总网络来展宽天线的工作带宽
将电抗元件、阻抗元件、介质材料或有源器件置于天线的某一部分之中，其目的或是为了缩小天线尺寸、或是为了提高效率、或是为了增大带宽，这种方式称为天线加载加载元件可以是有源的或是无源的，可以是分布参数元件，也可以
是集总参数元件。
加载天线可以放置在天线内部或者天线的馈电端。从广义的角度讲，天线阻抗匹配网络也算是一种加载方式，用以补偿天线阻抗频率随频率的变化，从而展宽阻抗带宽。目前，自动天线调谐器获得了广泛的应用，它以全自动方式，通过微机控制、自动检测阻抗信息并按照预定的调谐软件改变匹配网络参数，进行快速调谐和阻抗变换，以使天线系统与同轴线电缆（特性阻抗为50欧姆）较好地匹配。
（3）利用一付天线的多模工作方式来展宽工作频带
一般天线在基模和高次模工作时，要求其电性能变化较小，但也有个别应用场合却有不同的要求。如果能够设计一种天线，当它用于基模工作时构成较低频段的天线，而用高次模工作时构成高频段的天线，就可以在天线体积尺寸不变的情况下获得较宽的工作带宽。
2.3 集总加载对小环天线性能的影响
线天线的输入阻抗或导纳和电流分布受到天线加载的很大影响，通过对线天线的加载，使天线上部分或全部呈现行波电流分布，不仅极大地扩展了天线工作频带，而且可以控制天线的方向性。
在各种关于加载天线的研究工作中，研究人员先后提出了分布加载和集总加载天线的理论方法和应用。分布加载通常是由导电介质按照一定规律涂敷到绝缘芯上形成无反射行波天线；而集总加载则是通过在天线上加载RLC集总电路元件来改变天线上电流分布的。对于工作在短波波段上的天线, 由于其工作频率低, 天线的物理尺寸相对比较大, 采用集总加载的方法是比较方便和容易实现的，同时使天线具有足够的结构强度，不易折断损坏等。
下面以小环天线为例，简要介绍有关天线集总加载的知识。
（1）电阻加载
若在圆环天线的中部串入适当数值的电阻(如图2.1所示)，可以使沿线电流近似行波分布，这不仅能够提高天线的输入阻抗，便于和馈线匹配，而且为单向辐射，并具有较好的宽频带特性。
图2.1小环天线电阻加载
根据传输线理论可知，若负载阻抗L R 等于小环的平均特性阻抗A Z ，则加载圆
环可看成是一行波天线，端接匹配负截的两个半圆环起着向外辐射电磁波的作用。用类似计算对称振子平均特性阻抗的方法，可以近似求出加载圆环天线的平均特性阻抗。
''0'''
0012120ln(sin )1202 [ln ln(sin )] 120ln C A b Z d a b d d a b
a
πππ
??π
???π==+=??? （2-6） 上式在b β（2βπλ=）较小时是足够准确的。若忽略沿线电流的衰减，加载圆环上行波电流分布的表示式为：
' | |0 j b I I e β???-= '(0||)?π≤≤ （2-7）
电流环在远区观察点(P r θ?、、）产生的矢位A 为
''sin cos ()''00
cos()4b I j r j b j b A e e e d r μββ?βθ??π????ππ---=-??- （2-8）
式中，r 为坐标原点至观察点P 的距离，有上标“'”表示源点坐标，无“'”表示场点坐标。要注意到，由于线上电流的相位连续滞后，因而方向图不具有轴对称特点，故A ?为?的函数。远区辐射场为
''sin cos()''00
cos()4b I j r j b j b E jw A j e e e d r μωββ?βθ??π?????π
π---=-=--??- （2-9）
将90θ= 代入，即可求出环所在平面的方向图。
当计入电流衰减之后所得方向图与不计电流衰减时的情况相差不大。加载小圆环天线，两主平面方向图均接近心脏形。
由于环内接有负载电阻，故天线效率较低，当天线电尺寸较小时，效率可用下式估算： 45132A C A b Z πηλ
=（） （2-10） 由上式可知：当环的电尺寸2b πλ（）一定时，环的平均特性阻抗CA Z 愈小，天
线效率愈高，因此，增大环天线直径可适当提高加载环天线的效率。
（2）电感加载
如果在半环天线的中部某点加入一定数值的感抗（将图2.1中的电阻加载换为电感加载），就可以适当地点距离天线接地点之间的线段所呈现的电抗，从而改变加感点距离馈电点之间的电流分布，使环线上总电流均匀分布。它对加感点以上的电流分布作用不大。
分析加感点的电抗可知，在电感元件接入之前
a b X X = （2-11）
由传输线理论近似估算得：
tan()a b C A bc X X Z l β== （2-12）
式中bc l 为图中b 、c 两点间的长度，即加感点与接地点之间天线线段的长度。
在接入电感元件后有：
'tan()tan()a b L C A bc L C A X X X Z l X Z l ββ=+=+= （2-13）
式中L X 是所加载的电感元件的电抗，'l 为加感点与接地点之间天线线段的的
折合长度。显然此时天线的有效长度较加感前增大。
因此，合理选取加感点的位置以及加感值的大小，可以增加半环天线的有效长度，并且使天线上电流达到较均匀分布。由于电感仅对加感点以下线段上的电流分布起较明显的作用，如果采取在天线的中部加感以及在天线终端加负载电阻相结合的方式，可进一步改善天线沿线电流分布、改变天线的等效长度，从而改善天线的阻抗特性，提高辐射效率。
由小环天线加载实例分析可以看出，线天线集总加载可改变天线上电流分布，
从而控制天线的输入阻抗、增益、辐射特性等主要特性指标。然而天线加载在拓宽天线频带的同时往往牺牲了天线的增益。因此需要综合考虑加载对天线性能的影响，选取比较折中的加载方式使天线的综合性能最优。
第三章宽带短波环形天线的优化设计方法
3.1 宽带短波NVIS半环鞭天线的设计
3.1.1天线模型
本设计是一种宽带短波半环NVIS天线，该天线工作于短波波段（2~30MHz），驻波系数可小于1.5，具有全向辐射特性，通信距离可达0~1000km以上，除能够提供有效的NVIS通信外，还具有结构稳定、风阻系数小、轮廓低以及雷达散射截面积小等性能，使得该天线很适合应用作车载天线。
图3.1宽带短波半环NVIS天线系统结构图
如图3.1所示这种天线包括金属鞭状半环、RLC并联等效网络、终端加载电阻，天调系统，同轴线以及天线反射板。其中，RLC并联等效网络加载于金属鞭状半环的顶部中间；终端加载电阻其一端与金属鞭状半环鞭的终端固定连接，另一端与安装金属鞭状半环的载体（反射板）通过螺纹固定连接，天调系统的输出端与天线鞭的输入端，天调系统的输入端与同轴线的输出端固定连接，实现电信号的连通。从而，同轴线、天调系统、金属鞭状半环天线鞭、加载于天线鞭顶部中间的RLC并联等效网络、加载于天线鞭终端与反射板之间的终端加载电阻、以及承载天线的反射板（天线载体）共同构成本天线系统。
这种天线在短波频段电压驻波系数可在1.5以下，回波损耗小，增益高、结构稳定，除能够提供有效的NVIS通信外，具有风阻系数小、轮廓低以及雷达散射截面积小等性能，能够更好地符合车载天线、特别是军用车天线环境所考虑的重要因素。
3.1.2 宽带短波NVIS半环鞭天线的原理
在我们所研究的区域之外，可以用假想的电荷或电流来代替原来的边界，只要这些电荷或电流和区域中原有的电荷或电流产生的场满足原来的边界条件，则根据电磁场唯一性定理，两种情况在所研究的空间中有相同的解。称假想的电荷或电流为原有的电荷或电流的镜像，称这种处理方法为镜像法。如果实际地面与理想情况差别较大，例如地面不是理想导电面或者金属面不是无限大的平面，则应对此作适当修正。在理想导电平面上，一垂直放置的电基本振子，它辐射的是垂直极化波，当光程相同时，直射线和反射线的电场矢量是等幅同相的，故为正镜像，亦即镜像振子和实际振子上的电流是等幅同相的；反之，水平放置的一电基本振子，镜像振子和实际振子的电流是等幅反相的，为负镜像；倾斜放置的电基本振子的电流可看作是垂直电流与水平电流的叠加。而任意一线天线均可分成苦干首尾相接的电基本振子，因而可由每个电基本振子的镜像得出整个天线的镜像。对于垂直放置在理想导电面上的半环天线，有镜像原理可等效为垂直放置的偶极振子天线。
车载半环鞭天线依据所配置的车辆大致可以分成履带式和胶轮式两类。根据镜像原理，对于两种半环天线配置，其工作原理可以看作垂直放置的单环天线和上下放置的双环天线两种情况。因为等效环天线半径小于工作波长，因此可以用电小环天线辐射特性来估这种天线的辐射方向图。典型电小环天线为一全向辐射天线，其H面方向图为8字型，E面方向图为圆形。在实际车辆加载的情况下，由于车辆尺寸有限及地面非理想导电，实际镜像辐射方向略偏离垂直方向。
根据上述设计原理，本设计的车载宽带短波NVIS半环鞭天线结构如图3.1所示，该天线为鞭状半环结构，通过在天线半环顶部中央加载RLC并联等效网络以及在终端加载电阻来进一部改善普通短波半环鞭天线上的电流分布，从而进一步改善该种天线的辐射特性、阻抗特性等，大幅度提高天线的带宽，以便在此基础上采用天调匹配系统（其功能包括频率检测、天线驻波检测、预调控制等），实现大幅度改善馈电点全频段的阻抗特性，实现全频带匹配，最终构成性能优越的车载短波通信天线系统。
3.1.3 宽带短波NVIS半环鞭天线设计方案
如图3.1所示，其中：1是金属（如特种钢）鞭状半环，被集中加载网络2分成两段，并通过集中加载网络2固定连接实现电信号的连通，其作为天线的辐射
短波天线的原理和应用 摘要：本文从电波传播和电离层分布特性的角度解释了短波电波辐射的特点，并介绍了常用短波天线的种类和特性。对各类短波天线的架设要求和注意事项给出了建议和参考。最后对短波天线的接地系统的设计给出了一些参考方案。 关键词：天线、电离层、极化、接地 1.序 无线电通信就是依赖于无线电电波在空间的传播而建立通信链路的,因此电波传播是 无线电的一个重要环节。对于不同的工作频段，电波的传播特性将有所不同。同时所采用的辐射天线也将有很大的不同。本文将就电波的传播特性和短波常用天线以及电台架设的注意问题作一些介绍。 1．1 电离层特性 电波在空间传播将会受到电离层的影响，尤其是中短波的传播就是依赖于电离层的反射进行传输的，因此对电离层应有一些了解。 a）电离层的产生 地球表面有1000公里高的大气层，由于太阳光辐射（x射线，紫外线）空气不断电离同时不断复合，这样空气中将存在着游离的带电粒子； b）带电粒子随高度增加而增加，在离地面较近的地方每立方米只有几个或几十个粒子，到接近1000公里时，每立方米将有上千或上万个带电粒子。因电离层一般按如下分层： C层D层E层F1层F2层 0～50kM 60～90kM 100～120kM 170～220kM 225～450kM c）电离层在白天、黑夜，一年四季将会有不同的变化。白天由于有阳光，低层(D层)电离层浓度升高，反之黑夜时将降低。一年四季变化也是由于因受阳光照射时间长或短而变化。 d）电离层在不断上下或水平运动，从而造成电波反射传播过程中的瑞利衰落和多普勒效应。 e）电离层具有非均匀分布性，类似云彩的特点，因而造成电波反射时的散射,多径时延。f）电离层对电波的吸收随工作频率升高而减少。对中长波吸收很大，如10～20kW的中波广播机覆盖面在100km左右，而1kW的短波可传送3000km。即频率愈高的中短波信号愈容易穿越低层(D层)的电离层。 1．2 大地对电波的影响 大地对电波的影响主要是地波传播的影响，大地不能视为良导体也不能视为绝缘体，由于地质不同应区分对待。 a）对于如海水、淡水、湿地，对电波的吸收较小，但由于地面反射波与入射波有180o 相位差，将会吸收紧靠地面的电波，使波瓣抬高； b）对于干燥地质对电波吸收会较大（主要对短波吸收）； c）对于金属矿藏地质如铁矿地带，对电波吸收是非常大的，千万不要在这里设立电台（收发信台）；
简易短波环形天线的制作 欧阳家百（2021.03.07） 身居城市市区或郊区喜欢收听短波的坛友们可能有同感，即：无论使用长线天线或拉杆天线，5MHz以下频段干扰严重，电台难以收听。这种电场杂波对低频短波干扰的水平比中波更为严重。为了改良该波段的收听质量，在查阅年夜量中外文资料的基础上，确定试制短波环形天线（国外称之为magnetic loop)。 制品（图1） 国外资料推荐使用直径10mm紫铜管弯成直径为8590cm环形作为初级线圈，考虑到重量，操纵便利等因素，从铜铝材商店购进直径为13mm的紫铜管2.8m，弯成直径为87cm的铜环。同时，采取1m的50塑料管支撑铜环。这是铜环上部的固定点（图2）铜环下部的固定点（图3）。这里要注意的是要在铜管的两端钻好小洞，小洞可以拧上螺丝并可固定小焊片。铜环两端固定完毕后，固定好焊接好引线的焊片，并将引线引出塑料管。
制作一个木板支架（图4），注意要很是牢靠。 将塑料支架固定在模板支架上（图5，图6），一定要牢靠。
制作一个次级线圈（图7），据国外资料，该次级线圈的直径最佳值为初级线圈直径的1/5左右。
该次级圈采取10mm铝管并用电饭煲内胆圆形定型为直径17cm的铝环，内部穿引细花线制成（图8）。 将次级线圈的引出线连接在BNC插座上（图9）
据测定和计算，该短波环的电感量为2uH，配2250pF双连空变，其谐振频率年夜约为212MHz，另配360pF单联空变，其谐振频率约为523MHz。要注意的是两个可变要有一定的隔离距离，不然会相互干扰（图10） 采取一只波段开关分隔（图11）
探究机载隐蔽式短波天线设计 摘要新型复合材料是国际飞机发展的必然趋势，在这样的发展背景下，文章在阐述隐蔽式短波天线的基础上，结合小天线、传输线理论对新型大型飞机机载隐蔽性短波天线进行设计，并应用相应的仿真软件建模分析机载隐蔽式短波天线的设计，证明设计合理性。 关键词机载；隐蔽式短波天线设计；合理性 短波是一种不会受网络枢纽影响的远程通信手段，短波天线是短波通信的重要发展基础，在短波通信系统中发挥了重要的作用。在我国航空事业的不断发展下，人们对机载设备的应用提出了更高的要求。负荷材料以其先进的工艺、高比强度、高比强度、抗疲劳等优势被人们广泛应用到航空领域机载设备设计中。通过应用这种新型负荷材料能够有效改善飞机的气动性，增强飞机的应用性能和使用寿命。文章在小天线、传输线理论支持下提出一种新型机载隐蔽式短波天线，旨在为远距离的短波通信操作提供重要支持。 1 隐蔽短波天线概述 短波通信主要是借助电离层的反射来实现信息的远距离传输。在最早的大型飞机端波天线应用设计中应用的是由多根钢索组成的飞机垂尾，钢索天线的应用效率高，基本满足了飞机机载系统的设计应用要求。但是钢索的应用受自然环境的限制比较大，受到的干扰也比较大，严重的还会影响飞机的气动操作。隐蔽式天线的应用能够解决钢索天线应用过程中可能遇到的问题，从而更好地促进飞机记载系统稳定运作。 根据实际情况，现阶段隐蔽式天线的主要形式包含在飞机垂尾前部的简单极子天线/短口天线、在飞机垂尾的尾帽天线、在飞机尾翼前端回线天线。在这些天线类型中，常用的是回线天线和套筒天线。其中，回线天线的能源消耗比较小，应用效率较高，且不会影响飞机的正常运行[1]。 2 机载隐蔽式短波天线设计理论 机载隐蔽式短波天线的工作频率范围在2-30MHz之间，但是受工作环境、工作频率、飞机大小尺寸的限制，机载隐蔽式短波天线的尺寸电长度仅仅是低频波长的几十分之一，是一种电小天线。在一般情况下，是无法应用宽带调节的方法来匹配机载隐蔽式短波天线。因此，结合传输线理论，在天线尺寸大小不超过四分之一波长的视乎，天线的终端呈现出容性的特点，反之天线则是呈现出感性的特点。天线调谐的具体应用原理如图1所示。结合公式ZL=R+jX，在天线是感性时候，跨接电容的后阻抗Z的计算如公式（1）所示。在天线是容性时候，在不需要并联跨接电容时候，天线的效率计算如公式（2）所示。在应用公式计算推导之后发现，天线在感性状态的时候，天线本身不仅会受到阻抗实部的影响，为了提升天线系统效率，可以采取措施提高变压器和电感的Q值。另外，结合
超宽带天线的研究与设计 中文摘要 近几年来，超宽带天线的研究已经成为热潮。本文的思想也是研究小型化超宽带平板天线，让其在生活中的硬件设计产品中满足超宽带天线的技术需要。因为超宽带天线在WiMAX和WLAN的窄带系统和装载切口天线设计结构上产生的影响。实现WiMAX和WLAN频带的双凹槽在超宽带天线结构设计。在设计过程中主要是使用HFSS软件进行天线结构的仿真优化。主要利用了HFSS软件仿真和天线结构的优化设计过程。我们针对其超宽带天线的性能参数，相应的提升平面单极子天线的基础研究。传统平面单极子天线与狭槽，狭槽装载方法的横截面，提出了几种平面单极子天线从频域和时域研究，从而从单极子天线的相关性能参数出发，研究平面单极子天线在频率范围为3.1GHZ-11GHZ，使超宽带天线能够达到市场对硬件方面的应用需求。 关键词：平面单极子天线；超宽带；HFSS仿真 I
Research and design of ultra-wideband antenna Abstract In recent years, the research of ultra-wideband antenna has become a boom. Thought of this paper is to study ultra-wideband planar antenna miniaturization, let the life in the hardware design of the product satisfy the need of ultra-wideband antenna. Because of ultra-wideband antenna in WLAN and WiMAX narrowband systems and the impact loading of incision on the antenna design. Both WiMAX and WLAN band grooves in the ultra-wideband antenna structure design. In the design process is mainly using HFSS software for simulation of antenna structure optimization. Mainly using HFSS software simulation and optimization of the antenna structure design process. We according to the performance of ultra-wideband antenna parameters, the corresponding increase of planar monopole antenna of basic research. Traditional planar monopole antenna and the slot, slot loading method of cross section, and puts forward several planar monopole antenna from frequency domain and time domain research, thus starting from the related performance parameters of monopole antenna, the planar monopole antenna in the frequency range of 3.1 GHZ - 11 GHZ, the ultra-wideband antenna can meet the market demand for hardware applications. Key words: Planar monopole antenna; Ultra-Wideband; HFSS simulation 目录 I
短波和调频接收天线 天线在整个接收系统中的重要性是不言而喻的。再好的接收机，没有好的输入信号，肯定得不到好的效果。港人有个让人羡慕的蛛网天线，2000OK仿制过AOR LA320（即是2000 OK天线），小姨子鼓捣过懒汉天线、烂木头天线，卡累丢做过中波天线，还有任天鸿搞的加感型小环天线，加上军火商贩卖的44米双极等等，最让我不能忍受的还有南霸天这个老土豪的T2FD(想到距离窗口近50米的天台，可望而不可及)……这些都说明，有个好的天线对接收效果是多么的重要！ 于是我们都想做个好的天线。 可是，研究了无数的天线理论，拜读了无数大侠的著作，我们发现好的天线，对尺寸都有要求，而且还是很严格的。一个适用于调频广播接收的八木天线，最少也得1.6米宽。至于适用于短波的接收天线，没有几十米是下不来的。现在房子这么贵，谁有那么大的空间啊？即使你能上到天台，可架的高了，还要想方设法避免雷公光顾，头痛不已。 可是我们还是要追求好的接收效果（只追求蓬蓬声的不在此列，那是富人们才玩的），天线还是要做。俺经过百度+Google+反复比较，因地制宜DIY了一副短波接收天线和一副调频接收天线，该天线不占地方，简单易做，效果不错，不须调试，拿来就用——还很便宜，呵呵 【短波天线】 该短波天线是根据港人转载的一个老外的网站，因为是全英文的，俺以前还试着翻译了一下，一并贴过来： 原文点击打开连接描述的非常仔细，但是很多步骤并不一定要做，俺只简短描述其梗概。 1、天线优点：强方向性，因此对周围环境的噪声能起到很大的抑制作用，从而保证接收信号的清晰，适合电磁环境差的地方使用。 2、需要的器材：空调铜管约3米、粗铜丝约0.6米、可变电容器、带屏蔽的馈线、接收机天线插头、支撑用PVC管材约1.2-1.5米
几种短波天线的比较(ZT) 这里我们是常见的几款短波天线，如国产的10米波段1/2波长垂直天线，曰本钻石公司的HV-4，自制的加感天线，自制的DP天线。当然，还很多的其他的天线类型。这次只是对这几款用过的做一个比较，讲一讲个人的一些体会，希望能大家有所帮助。还是会再继续寻找，试图找出更符合个人需要，容易制作和携带的野营天线。 1. 国产的10米波段1/2波长垂直天线： 这种天线好处很多，增益高，发射仰角低，受环境影响小，无须调整，架设高度低，可以直接放在地上。缺点是单波段天线，一个波段得要一根。另外每节1米左右，携带不算很麻烦也不算容易。 2. 曰本钻石公司的HV-4： 这是一款车天线，是适合放在车顶使用的，曾经用吸盘吸在普桑顶上，在行驶的汽车上用15米波段联络曰本电台效果非常好。但是不把它安装在车上，它就无法正常工作，即使加上了模拟地线，谐振点也全部偏低，21MHz波段的谐振点到了18MHz。所以其实是不适合野营使用的。 3. 自制的加感天线： 振子是1.5米长的拉杆天线，收起来的时候很短。加感线圈在底部，另外还需要地线配合。由于当年调试的时候是把天线斜挑出阳台，地线自然下垂的形态。所以今天曾经试图把天线振子竖起来，地线拉水平，或斜向下45度，就都无法谐振。只有摆成当年调试的样子，才能谐振。回想以前玩野外操作的时候，这类天线的加感线圈都是做很多抽头出来，到地方再重新找抽头位置。看来这天线也必须这样做才成，它太受环境的影响。这种天线携带还算容易，不过振子短，有效辐射长度短，效率不会很高。但是也不算太差。 阻抗匹配概念 阻抗匹配（Impedance matching）是微波电子学里的一部分，主要用于传输线上，来达至所有高频的微波信号皆能传至负载点的目的，不会有信号反射回来源点，从而提升能源效益。大体上，阻抗匹配有两种，一种是透过改变阻抗力（lumped-circuit matching），另一种则是调整传输线的波长（transmission line matching）。要匹配一组线路，首先把负载点的阻抗值，除以传输线的特性阻抗值来归一化，然后把数值划在史密夫图表上。改变阻抗力把电容或电感与负载串联起来，即可增加或减少负载的阻抗值，在图表上的点会沿著代表实数电阻的圆圈走动。如果把电容或电感接地，首先图表上的点会以图中心旋转180度，然后才沿电阻圈走动，再沿中心旋转180度。 重覆以上方法直至电阻值变成1，即可直接把阻抗力变为零完成匹配。调整传输线由负载点至来源点加长传输线，在图表上的圆点会沿著图中心以逆时针方向走动，直至走到电阻值为1的圆圈上，即可加电容或电感把阻抗力调整为零，完成匹配阻抗匹配则传输功率大，对于一个电源来讲，单它的内阻等于负载时，输出功率最大，此时阻抗匹配。最大功率传输定理，如果是高频的话，就是无反射波。对于普通的宽频放大器，输出阻抗50Ω，功率传输电路中需要考虑阻抗匹配，可是如果信号波长远远大于电缆长度，即缆长可以忽略的话，就无须考虑阻抗匹配了。 阻抗匹配是指在能量传输时,要求负载阻抗要和传输线的特征阻抗相等,此时的传输不会产生
MG-378C型短波多馈多模宽带天线 技术说明书 一、概述 MG-378C短波多馈多模宽带天线应用于无线固定通信台站，可与工作频率3-30MHz的各类电台配套使用。该天线由锥形支撑体支撑，4根振子线从上向下依次盘旋，组成具有3付天线效能的天线阵，其特殊的结构设计，使天线具有多馈功能（3路）和多仰角工作模式（2种），可全方向工作，抗极化衰落能力强，收信时噪声电平低，工作频带宽并可免天线调谐。在固定台站作为全向天线和机动性天线使用，也可在天线场区狭小、地形不利的情况下用于天线扩建工程，并可架设于屋顶。该天线电气和机械性能优良，环境适应性强，可在各种恶劣环境条件下正常工作。 二、主要技术指标 1. 输入路数：3路 2. 输入功率：每路≤1.6KW（PEP） 3. 极化方式：椭圆极化 4．辐射方向：水平全向 5. 工作频段：3～30MHz 6. 电压驻波比：≤2.0 （个别频点≤2.2） 7. 路间隔离度：≥20dB (个别频点≥15dB) 8. 增益：7dB
9. 标称阻抗：50Ω 10. 天线占地面积：35m2 11. 工作温度：-45℃～55℃ 12．抗风能力：≤12级 13. 天线重量：780kg（含包装箱） 三、天线结构 本天线由主桅杆、支撑杆、拉线、天线幕、馈电器等构成（见图1和表2）。天线由高12.2m热镀锌钢质单桅杆支撑，辐射体为4付锥形对数螺旋辐射器，呈倒锥形固定在6根各11.2m玻璃钢支撑杆上；4根振子线从第一根开始依次呈对数螺旋盘绕，以邻近倒锥体顶点为低端起点，以邻近倒锥体最高点为终点，相对于锥体中心轴彼此圆周间隔90°。天线的这种结构和设计，使天线可以辐射3种不同模式的仰角波束，其中低仰角波束1个，高仰角波束2个（见下图）；而水平方向图则基本呈圆形，可保障在不同距离的全方位宽带短波通信。馈电器由3个阻抗变换器和6个隔离变压器等器件组成，使3付天线进行阻抗变换和相互隔离。天线倒锥体顶点距地面高4.7m，馈电器装在倒锥体顶点下面的塔楼内。
短波天线的选型与安装要求 （技术初稿，设计要求为主，方案为副） 一、短波天线简介 天线在通信链路中起能量转换作用（能量转换器）。发射天线是将高频电能转换成为电磁波的装置；接收天线则是将电磁波转换成高频电能的装置，因而天线在无线电通信中占有极其重要的地位。天线质量如何，对保证通信质量的好坏起着重要的作用。 1.1、短波天线分类 短波天线分地波天线和天波天线两大类，地波天线包括鞭状天线、倒L形天线、T形天线等。这类天线发射出的电磁波是全方向的，并且主要以地波的形式向四周传播，故称全向地波天线，常用于近距离通信。典型地波天线和波瓣分布如图1和图2所示。地波天线的效率主要看天线的高度和地网的质量。天线越高、地网质量越好，发射效率越高，当天线高度达到1/2 波长时，发射效率最高。 图1、典型地波(T形)天线结构示意图 图2、典型地波天线垂直波瓣分布图 天波天线主要以天波形式发射电磁波，分为定向天线和全向天线两类。典型的定向天波天线有：双极天线、双极笼形天线、对数周期天线、菱形天线等，它们以一个方向或两个相反方向发射电磁波，用天线的架设高度来控制发射仰角，其典型波瓣分布如图3、图4和图5所示。典型的全向天波天线有：角笼形天线、倒V形天线等。它们是以全方向发射电磁波，用天线的高度或斜度来控制发射仰角。
图3、典型天波天线（双极天线）结构示意图 图4、典型天波天线水平波瓣分布图 图5、典型天波天线垂直波瓣分布图天波天线简单的规律为：天线水平振子（一臂的）长度达到1/2波长时，水平波瓣主方向的效率最高；天线高度越高，发射仰角越低，通信距离越远；反之，天线高度越低，发射仰角越高，通信距离越近；天线高度与波长之比（H/λ）达到二分之一时，垂直波瓣主方向的效率最高。1.2、衡量天线性能因素 天线是无线通信系统最基本部件，决定了通信系统的特性。不同的天线有不同的辐射类型、极性、增益以及阻抗。 A.辐射类型：决定了辐射能量的分配，是天线所有特性中最重要的因素，它包括全向型和方向型。 B.极性：极性定义了天线最大辐射方向 电气矢量的方向。垂直或单极性天线（鞭天线）具有垂直极性，水平天线具有水平极性。 C.增益：天线的增益是天线的基本属性，可以衡量天线的优劣。增益是指定方向上的最大辐射强度与天线最大辐射强度的比值，通常使用半波双极天线作为参考天线，其它类型天线最大方向上的辐射强度可以与参考天线进行比较，得出天线增益。一般高增益天线的带宽较窄。
一种宽带短波环形天线的设计 Design of a Broadband HF Loop Antenna 目录 中文摘要、关键词 (Ⅰ) 英文摘要、关键词 (Ⅱ) 引言 (1) 第一章课题研究的背景及意义 (2) 1.1 宽带短波环形天线的研究背景 (2) 1.2 课题研究的意义 (2) 1.2.1 短波通信 (2) 1.2.2 短波天线 (4) 1.2.3 车载宽带短波NVIS半环鞭天线的意义 (5) 第二章环形天线的宽带化和集总加载技术 (7) 2.1 环形天线 (7) 2.1.1天线的电性能指标 (7) 2.1.2环形天线的概念 (9) 2.2 宽带天线的概念及实现 (9) 2.2.1 天线的工作带宽及限制带宽的主要因素 (9) 2.2.2 实现线天线宽带化的主要方法 (10) 2.3 集总加载对小环天线性能的影响 (11) 第三章宽带短波环形天线的优化设计方法 (15) 3.1宽带短波NVIS半环鞭天线的设计 (15) 3.1.1 天线模型 (15) 3.1.2宽带短波NVIS半环鞭天线的原理 (16)
3.1.3 宽带短波NVIS半环鞭天线设计方案 (16) 3.1.4天调系统 (18) 3.2 矩量法 (18) 3.2.1矩量法基本原理 (19) 3.2.2 矩量法方程的求解 (21) 3.3遗传算法在线天线优化设计中的应用 (22) 3.3.1遗传算法原理 (22) 3.3.2遗传算法在天线加载问题中的应用 (23) 3.4 宽带短波NVIS半环鞭天线的设计结果及分析 (25) 第四章基于CST的宽带短波NVIS半环鞭天线优化设计 (27) 4.1宽带短波NVIS半环鞭天线的CST优化设计 (27) 4.1.1 CST概述 (27) 4.1.2 使用CST优化天线性能参数的主要过程 (28) 4.2 短波环天线主要性能参数的CST仿真及结果分析 (29) 4.2.1天线输入阻抗的CST仿真及结果分析 (29) 4.2.2天线方向图的CST仿真及结果分析 (33) 4.3结果分析及改进方案 (41) 结论 (43) 致谢 (44) 参考文献 (45) 附录 (46)
中国石油大学近代物理实验报告 班级：材料物理10-2 姓名：同组者：教师： 设计性实验不同材质天线的方向图测量【实验目的】 1．了解天线的基本工作原理。 2．绘制并理解天线方向图。 3．根据方向图研究天线的辐射特性。 4、通过对不同材质的天线的方向图的研究，探究其中的练习与规律。 【预习问题】 1．什么是天线？ 2．AT3200天线实训系统有那几部分组成，分别都有什么作用？ 3．与AT3200天线实训系统配套的软件有几个，分别有什么作用？ 【实验原理】 一．天线的原理 天线的作用首先在于辐射和接收无线电波，但是能辐射或接收电磁波的东西不一定都能用来作为天线。任何高频电路，只要不被完全屏蔽，都可以向周围空间或多或少地辐射电磁波，或从周围空间或多或少地接收电磁波。但是任意一个高频电路并不一定能用作天线，因为它的辐射或接收效率可能很低。要能够有效地辐射或者接收电磁波，天线在 结构和形式上必须满足一定的要求。图B1-1给出 由高频开路平行双导线传输线演变为天线的过程。 开始时，平行双导线传输线之间的电场呈现驻波分 布，如图B3-1a。在两根互相平行的导线上，电流 方向相反，线间距离又远远小于波长，它们所激发 的电磁场在两线外部的大部分空间由于相位相反 而互相抵消。如果将两线末端逐渐张开，如图B3-1b 所示，那么在某些方向上，两导线产生的电磁场就 不能抵消，辐射将会逐渐增强。当两线完全张开时， 如图B3-1c所示，张开的两臂上电流方向相同，它 们在周围空间激发的电磁场只在一定方向由于相 位关系而互相抵消，在大部分方向则互相叠加，使 辐射显著增强。这样的结构被称为开放式结构。由 末端开路的平行双导线传输线张开而成的天线，就是通常的对称振子天线，是最简单的一种天线。 图B3-1 传输线演变为天线a. 发射机 c. b.
简易短波环形天线的制作 欧阳光明（2021.03.07） 身居城市市区或郊区喜欢收听短波的坛友们可能有同感，即：无论使用长线天线或拉杆天线，5MHz以下频段干扰严重，电台难以收听。这种电场杂波对低频短波干扰的水平比中波更为严重。为了改良该波段的收听质量，在查阅年夜量中外文资料的基础上，确定试制短波环形天线（国外称之为magnetic loop)。 制品（图1） 国外资料推荐使用直径10mm紫铜管弯成直径为8590cm环形作为初级线圈，考虑到重量，操纵便利等因素，从铜铝材商店购进直径为13mm的紫铜管2.8m，弯成直径为87cm的铜环。同时，采取1m的50塑料管支撑铜环。这是铜环上部的固定点（图2）铜环下部的固定点（图3）。这里要注意的是要在铜管的两端钻好小洞，小洞可以拧上螺丝并可固定小焊片。铜环两端固定完毕后，固定好焊接好引线的焊片，并将引线引出塑料管。
制作一个木板支架（图4），注意要很是牢靠。 将塑料支架固定在模板支架上（图5，图6），一定要牢靠。
制作一个次级线圈（图7），据国外资料，该次级线圈的直径最佳值为初级线圈直径的1/5左右。
该次级圈采取10mm铝管并用电饭煲内胆圆形定型为直径17cm 的铝环，内部穿引细花线制成（图8）。 将次级线圈的引出线连接在BNC插座上（图9）
据测定和计算，该短波环的电感量为2uH，配2250pF双连空变，其谐振频率年夜约为212MHz，另配360pF单联空变，其谐振频率约为523MHz。要注意的是两个可变要有一定的隔离距离，不然会相互干扰（图10） 采取一只波段开关分隔（图11）
身居城市市区或郊区喜欢收听短波的坛友们可能有同感，即：无论使用长线天线或拉杆天线，5MHz以下频段干扰严重，电台难以收听。这种电场杂波对低频短波干扰的程度比中波更为严重。为了改善该波段的收听质量，在查阅大量中外文资料的基础上，确定试制短波环形天线（国外称之为magnetic loop)。 成品（图1） 国外资料推荐使用直径10mm紫铜管弯成直径为85-90cm环形作为初级线圈，考虑到重量，操作方便等因素，从铜铝材商店购进直径为13mm 的紫铜管2.8m，弯成直径为87cm的铜环。同时，采用1m的50塑料管支撑铜环。这是铜环上部的固定点（图2） 铜环下部的固定点（图3）。这里要注意的是要在铜管的两端钻好小洞，小洞可以拧上螺丝并可固定小焊片。铜环两端固定完毕后，固定好焊接好引线的焊片，并将引线引出塑料管。 制作一个木板支架（图4），注意要非常牢靠。 将塑料支架固定在模板支架上（图5，图6），一定要牢靠。 制作一个次级线圈（图7），据国外资料，该次级线圈的直径最佳值
为初级线圈直径的1/5左右。 该次级圈采用10mm铝管并用电饭煲内胆圆形定型为直径17cm的铝环，内部穿引细花线制成（图8）。 将次级线圈的引出线连接在BNC插座上（图9） 据测定和计算，该短波环的电感量为2uH，配2250pF双连空变，其谐振频率大约为2-12MHz，另配360pF单联空变，其谐振频率约为5-23MHz。要注意的是两个可变要有一定的隔离距离，否则会相互干扰（图10） 采用一只波段开关分开（图11） 据实际测试，该短波环形天线的工作频率为短波1：；短波2：。这样，白天可使用短波2，晚间可使用短波1（图12） 使用该环形天线，各频点信号谐振尖锐，晚间的低频短波电台如上海的浦江台AM3280，新疆格尔木台AM3985，甘南台AM3990，等顺利收到。日间的USB13362也可用139B顺利收到。表明短波环形天线在对抗电场杂波干扰中有一定作用。
EH短波天线DIY---以磁场辐射为主的超小型的短波天线 (2011-11-18 20:26:25) 转载▼ 标签： 分类：天线 eh天线 短波天线 车载天线 电磁场 短波 通联 电台 天线 EH短波天线是依据新的天线理论所设计的天线，E（电场）H（磁场）互垂直的原理，将2个极板之间产生磁场，这个天线是以磁场辐射为主的，它的长度和波长没有严格关系，倒是它的直径和谐振频率密切相关。 下图为EH短波天线的磁场、电场示意图
EH短波天线接线图： 各波段的天线主体PVC管的推荐直径： 80米200 MM 40米100 MM 20米51 MM 15米25 MM 10米19 MM 极板采用铜箔制作，以上均为网络上的数据。 由于本次DIY的20m段EH短波天线，材料不齐全，摸索性的做了一定的尝试：主体采用了UPVC直径25的管材，极板使用的是铝质易拉罐饮料盒，谐振电感使用1mm的漆包线，谐振电容使用了5/40P的陶瓷可调
电容（此电容耐压为50V,最大承受功率不能超过10W,换用真空可调电容后，使用功率可以提高到50至200W以上）。 制作完成后，在14.27MHZ短波频率上，驻波比能够调到1.37左右；同一时间和同一地点EH天线采用GP形式与倒V天线接受性能相比，EH 天线为S7，倒V天线为S9，相差为2个S,后面补充了通联测试的报告。总的来说，对于20m短波段的天线，EH的长度只有0.65m，也算不错了效果了。 以下为EH短波天线DIY的全过程： 1、上极板制作 2、下极板制作
3、上下极板连接（固定前，将极板连线安装测试到位）
4、上下极板安装到位整体图 5、绕制电感线圈（中间的二个焊点为的谐振电容连接点，二面共四个端子）
简易短波环形天线得制作 身居城市市区或郊区喜欢收听短波得坛友们可能有同感,即:无论使用长线天线或拉杆天线,５MHz以下频段干扰严重,电台难以收听。这种电场杂波对低频短波干扰得程度比中波更为严重。为了改善该波段得收听质量,在查阅大量中外文资料得基础上,确定试制短波环形天线(国外称之为magnetic lｏop)。 成品(图１)? 国外资料推荐使用直径10ｍｍ紫铜管弯成直径为85－90cｍ环形作为初级线圈,考虑到重量,操作方便等因素,从铜铝材商店购进直径为13mm得紫铜管2.8m,弯成直径为8７cm得铜环。同时,采用1m得50塑料管支撑铜环。这就是铜环上部得固定点(图2) ? 铜环下部得固定点(图3)。这里要注意得就是要在铜管得两端钻好小洞,小洞可以拧上螺丝并可固定小焊片。铜环两端固定完毕后,固定好焊接好引线得焊片,并将引线引出塑料管。 制作一个木板支架(图4),注意要非常牢靠。 将塑料支架固定在模板支架上(图5,图6),一定要牢靠。 ? 制作一个次级线圈(图７),据国外资料,该次级线圈得直径最佳值为初级线圈直径得1/5左右、? 该次级圈采用10mｍ铝管并用电饭煲内胆圆形定型为直径17cm得铝环,内部穿引细花线制成(图８)。? 将次级线圈得引出线连接在BNC插座上(图9) 据测定与计算,该短波环得电感量为２ｕH,配２250ｐF双连空变,其谐振频率大约为2—１2MHz,另配360pF单联空变,其谐振频率约为５—23MHz。要注意得就是两个可变要有一定得隔离距离,否则会相互干扰(图１0) 采用一只波段开关分开(图11)? 据实际测试,该短波环形天线得工作频率为短波1:２、050－12、
制作短波天线 常用的短波天线主要分为3类，第一类是垂直天线（GP），第二类是偶级天线（DP），第三类为八木天线（YAGI）。除此之外，还有框型、钻石型、碟型等等，这里我们主要讨论前三类天线，其中重点探讨偶级天线及其变形。从使用来看，GP天线主要用于近距离—中距离通讯，尤其是近距离通讯依靠地波传送，效果非常好。而DP天线的近距离通讯效果很不好。由于高度的限制，不可能架设很高的天线，一般来说5-10米高度的GP天线适合自己架设。 通常GP天线用于21-29M频段较为普遍，再低的频段就不再使用GP天线了。此外，GP天线的防雷也比较难做，总不可能在天线旁边树一根比天线还高的铁管做避雷针吧？ 这是一支典型的DP天线的结构，其中红色部分为绝缘子，和两端的牵引绳隔开。主振子长度为1/2波长*0.95缩短率。为何要采用1/2波长呢？这是因为1/2波长中心抽头后两端各为1/4波长，这样天线的阻抗为50欧姆，才能够和发射机相匹配。 DP天线主要采用天波通讯，远距离通讯的效果非常好，且架设简单，不需要竖起很高的天线，制作成本低廉，因此为大多数无线电爱好者所采用。DP天线有许多变形，下面我向大家一一做个介绍。 倒"V"天线，这是DP天线的一种变形方式，这样做的一则可以节省天线的占地面积，另一方面，可以改善原先DP天线的近距离地波通讯效果。但这样做之后，天线具有了方向性，参见图中的最大辐射方向。 由于短波发射机可以工作在0-30M的各个波段，因此单一长度的天线就不能满足我们的需要了，而为每一个波段分别制作一根天线又不现实。
这样，我们就需要一根多波段的倒"V"天线。这样做的好处是节省占地面积，又不需要几根天线来回切换。但这样做的坏处是各波段振子相互影响，需要逐个修剪振子的长度，以达到最佳的匹配状态。 偶级天线需要制作两半一模一样的振子，对于有经验的HAM来说，一个小时就可以制作完成一副多波段天线。那么对于新手来说，有什么好办法可以立刻使用到手的机器呢？当然可以！下面我们就来谈谈单极天线。 图中所示的就是一根单极天线的原型。只要振子的长度足够长，就可以涵盖各个频段。单级天线只有一根振子，如果用作多频段天线，需要使用天线调谐器来适合不同的频段。 这也是单级天线的一种：WINDOM，译称温顿天线，又称偏馈天线。其振子长度为1/2波长*0.95，馈电点偏离中点14%，馈线为单根导线。 单极天线也可以做成多波段，这就是一支多波段单极天线，中心需要加1:5平衡/不平衡转换器。值得注意的是，单极天线可能带有高压，因此发射机必须可*接地，天线振子也要放置在无法触及的地方，以防触电。 其实短波天线并不神秘，只要经过调整都可以很好地工作。例如我自制的"W"型天线，是倒"V"天线的一种变形，使用效果也很满意。因此，只要掌握原理，开动脑筋发挥您的想象，您也可以设计出优秀的短波天线！
天馈伺系统 一种新型三线式宽频带短波基站天线* 屠振,白贵芳,张广求,邢锋 (解放军信息工程大学信息工程学院,郑州450002) =摘要> 提出了一种新型三线式宽频带短波基站天线的详细设计过程,对天线进行了仿真分析和实际测试,该天线在2MH z~30MH z频带范围内满足电压驻波比小于2.0,相对增益可达3dB i~5dB,i比普通宽带短波基站天线工作频带宽、辐射效率高。而且适应于不同用途,三线式短波基站天线具有平拉和倒-V.两种架设方式。 =关键词> 三线天线;平衡2不平衡阻抗变换器;电压驻波比 中图分类号:TN822文献标识码:A A N e w K ind Three2lineW i de Band H F Base2sta ti on An tenna T U Zhen,BA I Gui2f ang,Z HANG Guang2q i u,X I N G Feng (Inf or m ati o n Engineeri n g College of I nf or mation Engineeri n gU niversity,PL A,Zhengz hou450002,China) =Ab str act> The desi gn process of a new ki nd t hree2li ne w i de bandH F base2stati on antenna is proposed.And t he antenna is si m u lated and practi ca llym easured.Its VS WR of the2MH z~30MH z frequency band i s belo w2.0,and its relative ga i n can a rri ve at3dB i~5dB.i So its band w i dth is w i der than the traditi onal w i de band HF sta tio n antenna,and its radiati on e fficiency is also h i gher than it.To be fit f or d ifference usages,this antenna has t wo setti ng2up m ethods:hor izo n tal and i nverted V. =K ey w or ds>three2li ne antenna;balanced2unbalanced i m pedance transf or m er;VS WR 0引言 天线是影响短波通信效果的主要因素之一,好天线可以使电台的有效辐射功率成倍甚至几倍增加。根据通信距离、方向(定向或全向)、承受功率的不同,短波天线品种有多种选择,大多数人通常使用宽带双极天线,如宽带偶极子天线、笼形天线。普通宽带双极天线具有结构简单,造价便宜,架设方便,不用天调,不接地线,频率范围宽等优点,但存在辐射效率低,通信效果差,质量粗糙,架设状态不稳等问题。 三线式天线采用独特的三线偶极结构,损耗小,辐射效率高,全频带内保持低驻波比,克服了普通宽带双极天线重心偏斜、随风摇摆、易损坏的缺点,保证通信效果的稳定,适应于不同用途。三线式短波基站天线具有平拉和倒-V.两种架设方式。实践证明:原来配用宽带双极天线的台站,换用三线天线后信号等级显著提升。 1天线结构 图1给出了水平架设三线式短波基站天线平面结构示意图。天线结构类似于折合振子,两臂分别由两条平行振子组成,在l/2处折合成一根振子,折回后在中心处加载R。振子总长度l=30m,宽度w=1.5m,边缘宽度l1=1.5m,中心架高15m 。 图1水平架设三线式短波基站天线结构示意图 通常双极天线采用平衡馈电,接收设备采用508同轴电缆,因此使用平衡-不平衡变换器馈电,变换器比值确定方法借鉴常用半波折合振子输入阻抗确定方法[1],经分析为1B6。为了兼顾低频段驻波特性,在三线天线折合振子末端加载电阻R,通过仿真分析R =3008可在整个频带内获得较好的驻波特性[2]。 图2给出了呈倒V架设的三线式短波基站天线结构示意图。天线呈倒V形架设,振子中央部位悬挂于支撑杆顶端,两边斜向拉直,振子对地夹角约55b。中心架高15m,两侧间距18m,两侧架高2m。天线的平衡馈电方式及中间折合振子加载电阻R同水平架设时一致。 79 第30卷第2期2008年2月现代雷达 M ode rn R adar Vo.l30No.2 F ebruary2008 *收稿日期:2007211222修订日期:2008201220
实验一 半波振子天线仿真设计 一、 实验目的： 1、 熟悉HFSS 软件设计天线的基本方法； 2、 利用HFSS 软件仿真设计以了解半波振子天线的结构和工作原理； 通过仿真设计掌握天线的基本参数：频率、方向图、增益等。 预习要求 熟悉天线的理论知识。 熟悉天线设计的理论知识。 实验原理与参考电路 天线介绍 天线的定义：用来辐射和接收无线电波的装置。天线的作用：将电磁波能量转换为导波能量，或将导波能量转换为电磁波能量。 天线的基本功能 天线应尽可能多的将导波能量转变为电磁波能量，要求天线是一个良好的开放系统，其次要与发射机(或接收机)良好匹配; 天线应使电磁波能量尽量集中于需要的方向， 对来波有最大的接收; 天线应有适当的极化，以便于发射或接收规定极化的电磁波; 天线应有只够的工作带宽; 天线的分类 按用途分：通信天线、广播电视天线、雷达天线等; 按工作波长分：长波天线、中波天线、短波天线、超短波天线、微波天线等; 按辐射元分：线天线和面天线; 天线的技术指标 大多数天线电参数是针对发射状态规定的，以衡量天线把高频电流能量转变成空间电波能量以及定向辐射的能力。 天线方向图及其有关参数 所谓方向图，是指在离天线一定距离处，辐射场的相对场强 (归一化模值)随方向变化的曲线图。如图1所示。若天线辐射的电场 强度为E (r ,θ,φ)，把电场强度（绝对值）写成 60(,,(,) 1I E r f r θ?θ?=式 式中I 为归算电流，对于驻波天线，通常取波腹电流I m 作为归算电流； f (θ,φ)为场强方向函数。因此，方向函数可定义为 (,,) (,)260/E r f I r θ?θ?= 式 为了便于比较不同天线的方向性，常采用归一化方向函数， 用F (θ,φ)表示，即 max max (,)(,)(,)3 (,)E f F f E θ?θ?θ?θ?= = 式图1 方向图球坐标系
几种短波天线的比较.txt一个人一盒烟一台电脑过一天一个人一瓶酒一盘蚕豆过一宿。永远扛不住女人的小脾气，女人永远抵不住男人的花言巧语。 几种短波天线的比较(ZT) 这里我们是常见的几款短波天线，如国产的10米波段1/2波长垂直天线，曰本钻石公司的HV-4，自制的加感天线，自制的DP天线。当然，还很多的其他的天线类型。这次只是对这几款用过的做一个比较，讲一讲个人的一些体会，希望能大家有所帮助。还是会再继续寻找，试图找出更符合个人需要，容易制作和携带的野营天线。 1. 国产的10米波段1/2波长垂直天线： 这种天线好处很多，增益高，发射仰角低，受环境影响小，无须调整，架设高度低，可以直接放在地上。缺点是单波段天线，一个波段得要一根。另外每节1米左右，携带不算很麻烦也不算容易。 2. 曰本钻石公司的HV-4： 这是一款车天线，是适合放在车顶使用的，曾经用吸盘吸在普桑顶上，在行驶的汽车上用15米波段联络曰本电台效果非常好。但是不把它安装在车上，它就无法正常工作，即使加上了模拟地线，谐振点也全部偏低，21MHz波段的谐振点到了18MHz。所以其实是不适合野营使用的。 3. 自制的加感天线： 振子是1.5米长的拉杆天线，收起来的时候很短。加感线圈在底部，另外还需要地线配合。由于当年调试的时候是把天线斜挑出阳台，地线自然下垂的形态。所以今天曾经试图把天线振子竖起来，地线拉水平，或斜向下45度，就都无法谐振。只有摆成当年调试的样子，才能谐振。回想以前玩野外操作的时候，这类天线的加感线圈都是做很多抽头出来，到地方再重新找抽头位置。看来这天线也必须这样做才成，它太受环境的影响。这种天线携带还算容易，不过振子短，有效辐射长度短，效率不会很高。但是也不算太差。 阻抗匹配概念 阻抗匹配（Impedance matching）是微波电子学里的一部分，主要用于传输线上，来达至所有高频的微波信号皆能传至负载点的目的，不会有信号反射回来源点，从而提升能源效益。大体上，阻抗匹配有两种，一种是透过改变阻抗力（lumped-circuit matching），另一种则是调整传输线的波长（transmission line matching）。要匹配一组线路，首先把负载点的阻抗值，除以传输线的特性阻抗值来归一化，然后把数值划在史密夫图表上。改变阻抗力把电容或电感与负载串联起来，即可增加或减少负载的阻抗值，在图表上的点会沿著代表实数电阻的圆圈走动。如果把电容或电感接地，首先图表上的点会以图中心旋转180度，然后才沿电阻圈走动，再沿中心旋转180度。 重覆以上方法直至电阻值变成1，即可直接把阻抗力变为零完成匹配。调整传输线由负载点至来源点加长传输线，在图表上的圆点会沿著图中心以逆时针方向走动，直至走到电阻值为1的圆圈上，即可加电容或电感把阻抗力调整为零，完成匹配阻抗匹配则传输功率大，对于一个电源来讲，单它的内阻等于负载时，输出功率最大，此时阻抗匹配。最大功率传输定理，如果是高频的话，就是无反射波。对于普通的宽频放大器，输出阻抗50Ω，功率传输电路中需要考虑阻抗匹配，可是如果信号波长远远大于电缆长度，即缆长可以忽略的话，就无须考虑阻抗匹配了。