[发明专利]一种基于渐变因子的对数周期天线小型化方法

说明书

技术领域

本发明涉及对数周期天线的小型化设计技术领域，尤其涉及一种基于渐变因子的对数周期天线小型化方法。

背景技术

对数周期天线是把一些天线按照某一种规律排列(如周期性排列)，使其形成自相似结构，其天线的电特性随频率的对数作周期性变化。其中，按某一种规律排列的这些天线包括多种类型，如齿片形、偶极子、八木天线等，其中最典型且应用最多的就是对数周期偶极子天线。

现有技术中无论采用哪种类型的天线，在技术指标相同的前提下，天线频带越宽，其纵向长度的尺寸越长，工程实现也越困难。也就是说，若能有效缩短其纵向长度，将会拓宽对数周期天线的频带宽度。同时天线长度尺寸的减小，可以有效提高其机动灵活性，满足更多无线电设备的需要，还可使其适用于一些复杂、特殊的环境。并且增强天线的隐蔽性，这将具有重要的军事效益。另外，在材料、人力等相对紧缺的当下，这一工作还具有显著的经济效益。

目前，在确定天线纵向长度时通常采用如下公式计算：

L=λmax4(1-1BS)ctgα2---(1)]]>

或，L=Σi=1N-1[λmaxτi-1σ]---(2);]]>

其中，N大于等于2，λ_max为最大工作波长，τ为比例因子，σ为间隔因子。

从上述公式(1)、(2)中可以明显得知，对数周期偶极子天线的工作频带Bs、两个结构参数τ和σ一经确定，天线的纵向尺寸也就确定了。因此要缩短天线的纵向长度只能考虑改变结构参数。此时，对于天线结构参数τ和σ的选择，应在满足所要求的增益、方向图、输入阻抗或驻波比等电特性指标的前提下，尽量使结构具有最小尺寸。

进一步由公式(1)式可以看出，适当选取τ和σ使α增大，可缩短天线纵向长度的尺寸。例如将α从小于20°增大到44°，天线的纵向长度可以由至少270米缩短到129米，减少了一半以上。然而作为公知常识，随着张角α的增大，天线带内增益降低，且其在频带内性能起伏变化增大，方向图主瓣往往出现分裂。

此外由公式(2)式可以看出，缩短振子尺寸也可以减小天线的纵向长度。同时现有技术还可采用加载偶极子、三角环天线、分形单元天线、领结天线、将领结天线与顶端加载技术结合等方法都可以在一定程度上缩短对数周期天线的纵向长度，且其天线的纵向长度缩短的程度由振子尺寸的缩短程度直接决定。然而作为公知常识，通过缩短振子尺寸来缩短天线的纵向长度的方式会在一定程度上影响天线带内特性均衡与其纵向长度缩短之间的平衡。

发明内容