4-56  超宽带平面天线

石小燕  梁勤金

本文设计了一种适合于机载和弹载平台的小型超宽带天线，要求能辐射高频窄脉冲信号的宽频带能量。考虑到该天线所要求的小型轻便等要求，采用了自互补结构的天线。

根据互补电磁天线理论，Booker曾经指出，利用推广的Babinet原理，自互补结构的天线阻抗乘积等于(60p)² ，并且与频率无关，因此这种天线具有超宽带特性。所谓自互补结构是指平面结构的金属面积和空余面积是相同的结构。根据这个特点，采用结构简单的对称振子，经过认真分析，将其演化成了一种小型、轻便的自互补结构平面天线。

图1所示天线是由半波对称振子与半波对称缝组成的。对于对称振子，两末端电流为零。据此，断开图1中组成对称缝的连线m和n。天线间的区域仍为平面圆锥互补，因而它仍具有超宽带特性。为了获得单向性，可加一个反射器。图2是这种加反射器天线实测的电压驻波比频率特性。由图中的频率特性曲线可以看到，频率f从300~4 000 MHz电压驻波比小于3.0，的确具有超宽带特性。

经最后改进，该超宽带天线的具体指标：带宽300 MHz~4 GHz（VSWR≤3），波瓣宽度60°，在适用频段内增益为6 dB，f 350 mm´1.5 mm，重量小于0.2 kg。