vhfuhf天线宽带匹配网络的优化设计与实验研究

《vhfuhf天线宽带匹配网络的优化设计与实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第6期电子学报Voi.30No.62002年6月ACTAELECTRONICASINICAJune2002VHF/UHF天线宽带匹配网络的优化设计与实验研究孙保华，纪奕才，刘其中（西安电子科技大学天线与电磁散射研究所，陕西西安710071）摘要：本文系统地研究了VHF/UHF天线宽带匹配网络的设计与制作.提出遗传算法与模拟退火法相结合的优化设计方法，解决VHF/UHF天线宽带匹配网络制作过程中元件值随频率较大变化引发的难题.最后，利用该方法研制了30~450MHz全向宽带小型化天线的宽带匹配网络.实验表明，

2、带内VSWR<3.0，且计算结果与测试结果十分吻合.关键词：天线；宽带匹配网络；VHF/UHF；遗传算法；模拟退火法中图分类号：TNS20文献标识码：A文章编号：0372-2112（2002）06-0797-03OntheOptimalDesignandExperimentofaBroadbandMatchingNetworkforaVHF/UHFAntennaSUNBao-hua，JIYi-cai，LIUOi-zhong（InstituteofAntennasandEMScattering，XidianU

3、niuersity，Xi’an，Shaanxi710071，China）Abstract：AstudyofabroadbandmatchingnetworkforaVHF/UHFantennaismade.First，anewoptimai-designingap-proachispresented，whichcombinesthegeneticaigorithm（GA）andthesimuiatinganneaiingmethod（SA）.Second，theprobiemduetothevariatio

4、nofvaiueofaiumpedcomponentinVHF/UHFfreguencybandissoived.Finaiiy，basedontheabovemethod，abroadbandmatchingnetworkforanomnidirectionaibroadbandminiatureantenna，withVSWR<3.0in30~450MHz，isdesignedandmanufactured，andthecaicuiatedresuitsareingoodagreementswithth

5、eexperimentairesuits.Keywords：antenna；broadbandmatchingnetwork；VHF/UHF；GA；SA1引言法，即在设计天线宽带匹配网络时，采用遗传算法（GA）与模现代战术保密通信系统中跳扩频技术的快速发展，对通拟退火法（SA）相结合的方法，对合理的网络形式进行优化计信系统的关键部件天线的宽带化小型化提出了越来越高的要算；在天线宽带匹配网络制作过程中，使用所谓的阻抗等效办求.然而，单纯依靠调整天线的结构，往往难以同时满足上述法，解决元件值随频率较大变化而引发

6、的难题.设计要求.使用天线宽带匹配网络，则是实现或进一步改善天2GA与SA相结合的优化设计方法线宽频带特性的一种有效技术.然而，由于天线阻抗一般难以2.1问题描述解析表示，在设计天线匹配网络时传统解析的设计方法［1］不图1所示为天线宽带匹配问题的一般模型.其中Za表示再适用.近年来，一些学者围绕天线宽带匹配问题进行研究，天线输入阻抗，Zc表示馈线特性阻抗，Ug和Rg分别表示信并逐渐形成了一些较为实用的数值设计方法，采用实频数据号源电压和内阻.工程上，Zc和Rg通常采用50!.为了在工作法（RFM）设计20~

7、90MHz阻容加载天线宽带匹配网络［2］，采频带内实现天线与信号源之间预定的匹配指标，在天线与馈用实频数据法与直接法相结合的方法设计3~10MHz套筒天线之间串联使用了一个宽带匹配网络.该宽带匹配网络一般线宽带匹配网络［3］.但实用中发现，上述设计方法存在一些明采用集总参数元件（如电感L、电容C和阻抗变换器T等）组显的缺陷（：1）采用局部搜索算法，使得设计结果对初值的选成，因而是一个线性、无源、互易二端口网络.为了便于描述，取较为敏感，难以获得全局最优解（.2）在RFM设计过程中，可将上述宽带匹配网络概括为

8、T型和!型两种类型，同时，将两次优化计算使得设计过程冗长和复杂（.3）设计包含谐振回其网络支节概括为L、C、LC串联、LC并联、开路和短路六种情路的宽带匹配网络存在一定的困难等.文献［4］采用一种改进况［3，4］.交叉算子的遗传算法，将网络拓扑和网络元件值进行混合变2.2优化设计量的全局优化设计，克服了上述缺陷.本文采用遗传算法（GA）与模拟退火法（SA）相结合的方值得提起的是，在VHF/UHF频段，实测网络元件