摘要 规划了一种C波段全向天线，该天线选用单极天线的变形结构，经过添加短路支柱改进了匹配功能并扩展了频带宽度。天线为平面结构，嵌入式装置，具有结构紧凑、可靠性高、不影响机体气动功能等特色。样机测验成果显现，天线功能满意目标要求，可应用于飞机等空间飞翔体。
关键词 C波段天线；嵌入式；短路支柱
天线作为辐射和接纳电磁波的部件，是无线通讯体系中的重要组成部分。跟着科学技术的开展，空间飞翔体速度越来越高，飞翔体上的天线也由本来的杰出式向共形与隐身方向开展。飞翔体上配套的天线不只要满意体系的电功能，并应具有较高的可靠性，不添加气动阻力，其电功能在遭到砂尘、盐雾湿润、高空大气压降、静电和闪电时功能不会下降，要求天线重量轻、尺度小、低剖面、具有保形性。文中规划了一种嵌入盘形结构的C波段全向天线，选用有限接地上单极天线的变形结构，经过添加短路支柱改进匹配功能及扩展频带宽度。天线为平面结构，具有结构紧凑，可靠性高，嵌入式装置，不影响机体气动功能等特色。
1 天线剖析与规划
规划的C波段全向天线辐射方向图为方位面全向，笔直极化，结构方法为平面结构，电压驻波比≤2，增益≥2 dB。众所周知，单极子天线极化方法为笔直极化，在水平面具有全向方向图，并具有结构简略，重量轻、宽频带、馈电简洁等特色，被广泛应用于无线通讯范畴。在自由空间，1／4波长的单极天线在笔直平面上的辐射方向图与半波偶极子天线在笔直平面中的方向图形状类似，不同只是在下半空间无辐射。在水平面上笔直单极天线是全向性的。天线的均匀阻抗亦为平等臂长的自由空间对称振子的均匀阻抗的1／2。
经过剖析关于C波段全向天线的规划，选用小单极子天线作为辐射体，以完成笔直极化和水平面全向特性，能满意天线体系的电气功能要求。单极天线是直立于反射面的天线，如图1(a)所示，怎么使天线成为平面结构是该天线研发中较杰出的问题，为此在单极天线的顶部加载，按图1(a)～图1(d)所示逐渐改进其结构。其间图1(a)是典型的1／4波长的单极天线，其方向图随接地上积巨细而改变。图1(b)顶端加载的单极天线，经过加载，下降了天线实践高度，使天线顶端对地的分布电容增大，提高了天线上电流波腹点的方位，因此等效为添加了天线的有用高度。图1(c)是进一步下降高度的盘形天线。图1(d)的天线由圆盘以及介于它和接地上之间的环形缝隙组成，接地上被压陷到盘的下方，构成一个浅腔。其辐射方向图与1／4一波长单极天线方向图类似，这儿腔体深度h为0．02 λ，圆盘直径d为0．25 λ，腔体直径D为0．3 λ。天线经过同轴传输线在圆盘的圆心馈电，这种天线能够看作大直径低特性阻抗同轴线的开口端，当环的周长等于一个波长时，环天线产生谐振输入阻抗。图1(d)辐射体嵌入接地平面内，能够与机体共形装置。
选用图1(d)的嵌入式盘形天线尽管能够满意笔直极化、全向方向图、平面结构这3个规划要素，但其阻抗匹配功能欠佳，为改进天线的匹配功能，添加频带宽度，在天线的圆盘与地之间添加了2个短路支柱，如图2所示。这样做的优点还体现在使天线处于直流的地电位，在产生雷电冲击波时维护传输线，从而维护体系设备。
根据以上理论剖析，规划加工了天线样机，三维图如图3所示。天线体用铜材铣加工，天线腔体成圆筒形，深度4 mm，圆盘由镀银铜片冲剪而成。天线腔体填充介质资料为聚四氟乙烯，介电常数2．2。腔体直径为18 mm，短路支柱为直径1．5 mm的铜材。馈电柱直径为2 mm，选用TNC插头输出。短路支柱、插座芯棒及圆盘选用锡焊固定。
