[发明专利]一种可重构短波回线天线

说明书

本发明提供了一种可重构短波回线天线，涉及短波天线领域，天线主体由4块导体面组成一个矩形环状结构，导体面包含短路端面、长窄面、长宽面和馈电面，长窄面与长宽面两两相对，在长窄面和长宽面上加载弯折导带，且弯折导带在长窄面和长宽面之间左右交错排布，在不同工作频率时利用开关控制与天线主体连接的弯折导带的位置和数量，本发明由于采用在天线左右两侧长导体面上加载弯折导带的方案，改变天线上电流分布，并用可重构技术中的控制开关进行调节，提高低频段天线输入阻抗实部，提高与馈源匹配效率，实现匹配后系统总辐射效率和增益的提高，同时，天线上电流分布灵活可控，工作频段可进一步展宽。

技术领域

本发明涉及短波天线领域，尤其是一种短波回线天线。

背景技术

短波无线电系统以其探测距离远、抗毁性强、无需中继等优点被广泛应用于通信、雷达、电磁环境监测、海态遥感、广播等领域，在进行远距离无线电通信时，特别是在没有条件建立稳定的中继站的情况下，短波通信显得尤为重要。随着无线通信设备的高性能、小型化、智能化发展，对通信天线的性能要求更加严苛，短波天线作为短波通信系统信号的转换器，其性能影响着整个通信系统性能的优劣，因此对短波天线性能进行改善有很大的应用价值。

一般具有优良辐射性能的天线，尺寸应与其工作频段波长相比拟，短波天线工作频段为2-30MHz，波长较长，限制天线的尺寸不能过小。而现今应用于飞机、车辆等平台的天线的越来越多要求小尺寸，这就导致传统的短波天线存在效率低的缺点，限制了他们的广泛使用。

回线天线作为常用的短波天线体现出多方面优势，但是其尺寸相对于短波波长较小，尤其在低频段，输入阻抗实部较小，不利于与馈源匹配，总辐射效率很低。例如，郭陈江、丁君、许家栋等在《机载隐蔽式短波天线研究》中采用位于飞机垂尾前缘的回线天线，天线低频阻抗很小，不利于调谐系统调谐，经过对天线调谐特性的测试得出，该天线在2MHz附近不能调谐，而且调谐时间长，存在个别频率点上驻波比大于2的情况。王乃志、李建周、许家栋在《机载隐蔽式短波天线设计》中设计的短波回线天线在2-10MHz频段内输入阻抗实部均小于1Ω，与调谐系统匹配效率低，天线总辐射效率和增益较低。因此在设计短波天线时，在一定尺寸范围内实现优良的性能成为了研究的重点方向。

可重构天线技术通过可重构手段改变天线的电流分布达到重构天线性能的目的，可以得到频率可重构、方向图可重构、极化可重构和多电磁参数可重构的天线，通过切换天线不同的状态可以使天线具有不同的电特性，正因为如此，可重构天线技术将成为未来通信发展的主要方向之一。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种可重构短波回线天线，在尺寸不变的情况下，实现对短波回线天线性能的提升，本发明针对普通短波回线天线的缺点，利用可重构天线技术，研究通过简单的加载结构提高短波回线天线的性能。

本发明的可重构短波回线天线，天线主体由4块导体面组成一个矩形环状结构，4块导体面包含短路端面、长窄面、长宽面和馈电面，，短路端面位于顶部，短路端面为一个梯形，馈电面位于底部，在馈电面使用特性阻抗为50Ω的同轴线激励馈电，长窄面与长宽面两两相对，在长窄面和长宽面上加载弯折导带，且弯折导带在长窄面和长宽面之间左右交错排布，弯折导带的厚度为0.1mm，在不同工作频率时利用开关控制与天线主体连接的弯折导带的位置和数量，从而改变天线上电流分布，达到重构天线电性能的效果。

本发明的有益效果在于由于采用在天线左右两侧长导体面上加载弯折导带的方案，改变天线上电流分布，并用可重构技术中的控制开关进行调节，提高低频段天线输入阻抗实部，提高与馈源匹配效率，实现匹配后系统总辐射效率和增益的提高，同时，天线上电流分布灵活可控，工作频段可进一步展宽。

附图说明

图1是本发明短波回线天线主体模型示意图。

图2是本发明加载弯折导带和开关的结构示意图。