甚低频伞形天线的电气性能研究.pdf

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1、总第264期2016年第6期舰船电子工程ShipElectronicEngineeringV01．36No．659甚低频伞形天线的电气性能研究+孙胜利1李云红2(1．92325部队大同037000)(2．海军工程大学电子工程学院武汉430033)摘要论文通过运用电磁场仿真分析软件FEKO对甚低频伞形发信天线进行仿真，并对天线进行了一些电气特性的计算与分析。通过对伞形天线的顶臂向下偏折角度进行改变以创建新的模型，从而找出天线电气性能的变化规律。对仿真数据进行分析对比后发现：理想地网情况下，当甚低频伞形天线顶臂向下偏折的角度不断增加时，相当于减小了天线的

2、有效长度，故天线的辐射电阻减小，输入电阻减小，天线系统效率也减小。关键词甚低频；伞形天线；FEK0仿真；天线电气性能中图分类号TN95DOI：10．3969／j．issn．1672—9730．2016．06．016ElectricalCharacteristicsofVLFUmbrellaAntennaSUNShenglilLIYunhon酽(1．No．92325TroopsofPLA，Datong037000)(2．ElectronicInstitute，NavalUniversityofEngineering，Wuhan430033)Abstra

3、ctInthispaper，theelectricalcharacteristicsofVLFumbrellaantennaisanalyzedandcalculatedbyusingthee—lectromagneticsimulationsoftwareFEKO．SomenewmodelsarecreatedbychangingtheangleofdeflectionofthetoparmsofVLFumbrellaantenna，thentheregulationoftheelectricalperformaneeoftheantennaiSf

4、ound．Thesimulateddataunderdifferentmodelsandconditionsareanalyzedandcompared．Theresultsshowthatintheuniformgridcondition，whenthean—gleofdeflectionofthetoparmsoftheumbrellaantennaisincreased，theeffectiveheightoftheantennaisequivalenttobere—duced，theradiationresistanceoftheantenn

5、adecreased，theinputresistanceoftheantennadecreasesandtheefficiencyofan—tennasystemalsodecreases．KeyWordsverylowfrequency，umbrellaantenna，FEKOsimulation，electricalperformanceofantennaCIassN-■nlx吖TN951引言对水下潜艇进行通信时，主要采用的就是甚低频通信台站，甚低频通信采用的主要研究方式是传统的研究方法和数值计算的方法。传统的研究方法主要是在设计建造前先按照一

6、定比例建立比实际天线尺寸小的天线模型，测量并计算出天线的有效高度、有效辐射电阻、静态电容、天线的系统效率等电气性能参数，通过不断地对天线结构参数进行调试与检测，最终达到最佳的性能指标。随着计算机技术的不断成熟，数值计算法也得到了深入的发展和广泛的应用。数值计算方法主要是通过计算机运用矩量法对实际的天线环境进行数值仿真计算从而得到天线的输入电阻、辐射电阻、方向图等相关电气性能参数[1]。FEKO就是一种基于矩量法的电磁仿真软件，本文就是利用该软件进行甚低频天线的建模仿真和计算分析。2伞形天线顶臂向下偏折角度对天线电气性能的影响因为大多数甚低频垂直天线的

7、电高度都很小，所以天线顶端电流接近于零[2]，线上的垂直电流分布近似为直线分布，天线的有效高度只有实际高度的一半。一般需要对甚低频天线进行加载，直立天线加了顶负载后相当于增加了天线顶端与大地之间的电容，使垂直线段的电流分布比较均匀，天线*收稿日期：2015年12月9日，修回日期：2016年1月27日作者简介：孙胜利，男，高级工程师，研究方向：无线通信。李云红，男，硕士研究生，研究方向：天线理论与技术。60孙胜利等：甚低频伞形天线的电气性能研究总第264期顶端电流不再近似为零，从而提高了天线的有效高度。甚低频天线的顶容线就是甚低频天线的顶负载，通常情况

8、下就是直立天线顶端的一根或数根水平导线，其中的一种形式就是伞形天线，基本结构如图1所示。图I伞形天线示意图2