vhf宽带小型化套筒天线的优化设计

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1、第!"卷#第$期电#波#科#学#学#报()*+!"，,)+$###################%&&’年!%月###!"#$%&%’()*$+,(-*+.#(&!#%$!%-./.01.2，%&&’##文章编号#!&&34&’""（%&&’）&$4&$354&6/"-宽带小型化套筒天线的优化设计!!%!!纪奕才#田步宁#孙保华#刘其中（!+西安电子科技大学天线与电磁散射研究所，西安，7!&&7!；%+航天科技集团第3&6研究所，西安，7!&&$!）摘#要#研究了(89宽带小型化套筒天线的设计与制作。采用遗传算法与模拟退火法相结合的优化方法，对套筒天线的结

2、构参数以及宽带匹配网络的元件值进行一体化设计。分别采用外插收敛法、［!］矩阵插值法以及小波变换法来提高矩量法分析计算天线的速度。利用该方法成功的设计了两副全向宽带小型化的套筒天线。关键词#套筒天线，遗传算法，模拟退火法，宽带匹配网络中图分类号#:,"%&####文献标识码#;(01234567829:;<=>;46=4:632:241?>7/"-8577@74:17::48DHDD’#A2BC42EF#+$G?B:2:9E&)$G4;BI?4E,#)J2BKI;:9（!"#$%$&’()*+%,"-.&+,$++&%&+/01%(&,,$’2+3，42/2&

3、+5+26"，427&+8)&+927!&&7!，:)2+&；%";)$3&6,)*+%,"-.:)2+&<$’-%=&($>;$()+-?-3@:-’="，427&+8)&+927!&&$!，:)2+&）+=81>4C1#<=>?@ABCB.2，C=)D.*)B>@0C*4E.A@F=@=FCBB2)C/?，G?@/?/)01@=.A>?.F.=.>@/C*F)2@>?0（H;）C=E>?.A@0I*C>@=FC==.C*@=F0.>?)E（J;），@ACBB*@.E>)>?.AK=>?.A@A)LA*..D.C=>.==CA+:?.C=>.==CBC2C

4、0.>.2AC=E0C>/?@=F=.>G)2MBC2C0.>.2AC2.)B>@0@N.EA@0I*>C=.)IA*K+:?./)=D.2F.=/.C//.*.2C>@)=0.>?)EA，>?.［!］0C>2@O@=>.2B)*C>@)=，C=E>?.-CI1./?@.AE@A/2.>.GCD.*.>>2C=AL)20C2.IA.E@=>?.0.>?)E)L0)0.=>L)2>?.LCA>C=EC//I2C>./)0BI>C>@)=P:?.AI//.AA)L>?.B2)B)A.EB2)/.EI2.@AE.0)=A>2C>.E>?2)IF?@>ACBB*@/

5、C>@)=>)>?.E.A@F=)L>G)12)CE1C=E0@=@C>I2.A*..D.C=>.==CA+L7MN;>68#A*..D.C=>.==C，H;，J;，12)CE1C=E0C>/?@=F=.>G)2M得了很好的效果。本文将上述各种提高速度的新技DE引E言术应用在套筒天线的分析计算中，并采用遗传算法［!&］套筒天线具有工作频带宽，增益高的优点，广泛和模拟退火法相结合的优化算法来优化设计［!］地应用在车载或舰载的移动通信系统中。在(89宽带小型化的套筒天线，使天线在满足电性能(89波段以往设计的套筒天线往往尺寸很大，占用指标的前提下，尽量的减小尺寸

6、。必要的时候采用了很大空间，限制了载体的快速移动。套筒天线的加入宽带匹配网络的方法来提高天线的电性能。［%、’］计算方法有许多种，其中最为成功的是文献［6］HE套筒天线的分析方法和优化设计采用-+8+Q.2=>.2提出的处理粗振子天线的模［3］型而设计的方法，该方法计算精度高收敛速度套筒天线的几何结构如图!所示，其各结构参快，对套筒天线的制作有着很好的指导作用。文献数主要有：内导体高度A，套筒高度B，馈电点高度［$R5］分别采用外插收敛法、［!］矩阵插值法以及B!，内导体半径&，外导体半径C。套筒天线采用同小波变换法来提高矩量法分析计算天线的速度，取轴线馈电

7、，同轴线内芯接套筒天线内导体上半部分，万方数据!收稿日期：%&&’4&!4%’//7电8波8科8学8学8报第)<卷同轴线外皮接套筒天线内导体下半部分。这一问题，本文采用小尺寸的套筒天线，然后在套筒天线的馈电点处加入一宽带匹配网络来实现天线的宽带化小型化。由于套筒天线的五个结构参数以及宽带匹配网络的每个元件的选值都会影响它的电性能，合理选择这些参数合适的值显得尤为重要。为此要对这些参数进行优化设计，从数学角度看，这一设计问题是一个多变量、多目标、有约束、非线性优化问题。本文采用遗传算法（45）和模拟退火法［)7］（65）相结合的方法来优化设计宽带小型化套筒天线

8、。45与65相结合的设计方法，不仅消除了单纯使用45