甚低频T形面型天线电气性能分析

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1、第21卷第6期电子设计工程2013年3月V01．21No．6ElectronicDesignEngMar．2013甚低频T形面型天线电气性能分析秦晋平(北海舰队司令部通信处山东青岛266102)摘要：运用三维全波电磁仿真软件对甚低频T形面型天线进行电磁建模和仿真分析计算，分析了天线的输入阻抗、有效高度、电容等电气参数。在建模时考虑了铁塔及不同顶容线模型的影响，并对有无铁塔及不同铁塔类型、以及天线不同形式时天线的输入阻抗进行对比分析。关键词：T形面型天线；输入阻抗；静态电容；有效高度中图分类号：TN822文献标识码：A

2、文章编号：1674—6236(2013)06—0132—03Electricalperformanceanalysis0fVLFantennawithTsurfacetypeQINJin-ping(CommunicationDepartmentofBeihaiFleetCommand，Qingaoo266102，China)Abstract：Thispaperusesa3DelectromagneticsimulationsoftwareforverylowfrequencyTshapeantennaelectrom

3、agneticmodelingandsimulationanalysiswiththeantennainputimpedance，efectiveheight，capacitorsandotherelectricalparameters．Inmodeling，ithasbeenconsideringtheinfluencesofdiferenttoweranddiferenttopvolumelines，andhasnotowerortowertypeantenna，anddifferentformsoftheinp

4、utimpedanceofanantennawereanalyzed．Keywords：antennawithTsurfacetype；inputimpedance；staticcapacitance；efectiveheight甚低频电磁波[-21与较高频段的电磁波相比，能穿透海线的顶负载是一个投影面积是1240mx450m的导线障，由水、深入岩层、并具有传播稳定、损耗小的特点，在导航、地质11根顶容线和3根横向钢索构成，顶容线的间距为45m。导探矿、地下通信、潜艇和远洋通信等方面得到广泛的应用。T线障距地面最低高

5、度是165m。每组顶容线与高压馈笼之间形面型天线阵是一种常用的大功率甚低频发射天线[31，其结由5根下引线连接，高压馈笼离地高度10m。构庞大、架设困难，一旦架设完成就难以更改，设计失误将造天线地网的建模非常复杂，难于仿真计算。本文的目的成巨大损失。甚低频T形天线阵电气参数的精确计算一直在于分析天线的电容和有效高度．故在建模中将地面设置为是工程设计中的难题，传统的解析方法难以对实际天线作精无限大理想导电平面。由于没有涉及导线损耗和地损耗，所确的模拟和计算。工程上一般需要通过制作缩比模型来进行计算出来的输人电阻就是天线

6、的辐射电阻。设计，不但设计周期长、成本高，而且模型制作中的误差也会所建立的单组天线模型如图1所示。每段顶容线采用4根影响天线的设计性能。314m的折线近似，顶容线最低点取165m，下引线由5根长约近年来。随着电磁场数值分析技术的发展和计算机性能215m的导线组成，导线间距90m，高压馈笼由一根半径0．1m的提高．大型甚低频天线的数值建模和仿真分析成为可能。采的导线近似．铁塔采用0．5m的导线近似．拉线采用与地面成45用计算电磁学方法对复杂T形天线阵进行分析计算．不仅能度角的直导线。天线模型置于地面上，馈电点在高压馈笼

7、中点与缩短设计周期、减少开支，且能得到较准确的计算结果。本文地之间，由电压源馈电。模型剖分线元长度取25m。运用三维全波电磁仿真软件对甚低频T形面型天线进行电磁建模和仿真分析计算，从而为该天线的工程设计提供参考。文中使用的仿真工具是商业电磁软件FEKO，FEKO是南非EMSS公司开发的一款基于积分方程方法和矩量法求解麦克斯韦方程组的三维电磁场仿真软件，特别适用于线型天线的建模和仿真计算。1天线建模文中的VLF发射天线由两组T形天线组成，单组T形天图1单组天线模型Fig．1Singlegroupantennamodel

8、收稿151期：2012一l1-12稿件编号：201211088作者简介：秦晋平(1963一)，男，山东青岛人，高级工程师。研究方向：通信工程。-132—．秦晋平甚低频T形面型天线电气性能分析双组天线模型如图2所示。2组天线同时工作时，各自的由频率和上天线电抗的计算值，求解方程(3)和(4)输入阻抗与天线的激励情况是密切相关的。在电磁模型中难即可