球形偶極子輻射天線的研制與頻帶擴展.pdf

1、電磁兼容（Electromagnetic Compatibility，EMC）領域所關心的頻率范圍從幾十赫茲直到幾十吉赫茲，在這么寬的頻率范圍內做試驗，如果天線的工作帶寬偏窄，那么覆蓋這么寬頻率范圍的天線數(shù)量將是不可接受的，所以在電磁兼容試驗當中使用的天線一般都是寬頻帶天線。信號源是電磁兼容性實驗中使用最普遍的設備之一，其共同特點就是要求覆蓋頻率寬，并能夠滿足一定的功率強度要求。 球形偶極子天線就是一種新型的小型寬頻帶天線，集信

2、號源與輻射天線于一體，信號源內置使其無需外部引線獨立工作，體積小巧，直徑僅100mm，具有很大的工程應用價值。本課題通過對球形偶極子輻射天線的產(chǎn)生機理進行進一步分析，結合實驗室早期的研制工作改進了現(xiàn)有基頻30MHz的球形偶極子輻射天線，使其發(fā)射頻譜能量動態(tài)范圍提高到了50dB以上，并研制以5MHz、100MHz為基頻的球形偶極子輻射天線，通過結構和電路方面的多項改進措施，擴展了應用的頻帶。主要工作包括以下幾個方面： 1）查找相關

3、資料，了解國內外相關產(chǎn)品的進展情況，為本課題的設計目標提供參考。 2）對球形偶極子輻射天線的輻射單元（球殼）進行HFSS仿真，確定其隨頻率變化的輸入阻抗、電壓駐波比、輻射方向圖等主要參數(shù)，為設計提供指導。 3）對天線結構進行改進，使其更加利于信號發(fā)射，同時更加方便使用和維護。包括：饋電方式由球殼的旁邊饋電改為中間饋電；電池組封裝更加對稱；饋電路徑平滑過渡；加入充電電路等。 4）對信號源電路進行改進，包括：利用并聯(lián)

4、阻抗匹配提高信號源功率傳輸效率；利用高頻濾波抑制不必要的頻率能量損失；改進布局布線提高電路板高頻性能等措施。 通過上述手段，改進了基頻30MHz、工作頻率30MHz～1GHz球形偶極子天線的性能，發(fā)射頻譜能量動態(tài)范圍均在50dB以上；研制了基頻5MHz、工作頻率30MHz～100MHz和基頻100MHz、工作頻率1GHz～3GHz的球形偶極子輻射天線，發(fā)射譜線能量的動態(tài)范圍均在40dB以上，且大部分譜線動態(tài)范圍超過50dB。信號