一种超宽带小型化刀型天线
电子技术应用
严俊
中国电子科技集团公司第十研究所
摘要： VHF/UHF频段刀型天线因结构简单、全向辐射等优势被广泛用于航空通信，传统的刀型天线由于其较大的体积，难以满足航空通信设备对小型化的需求。提出一种小型化刀型天线，采用类扇形辐射贴片与匹配网络一体化设计实现天线的小型化，天线尺寸为160 mm×80 mm×100 mm（0.05λlow×0.03λlow×0.03λlow，λlow为最低工作频率对应的波长）。天线在100~800 MHz频率范围内的电压驻波比小于3.5，实现了超宽带阻抗特性。天线在400~800 MHz频率范围内的增益大于-5 dBi，且H面方向图不圆度小于3 dB，实现宽带全向辐射。所加工的天线样机测试结果与仿真吻合，证明了该设计的有效性。
中图分类号：TN86 文献标志码：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.268010
中文引用格式： 严俊. 一种超宽带小型化刀型天线[J]. 电子技术应用，2026，52(9)：105-108.
英文引用格式： Yan Jun. An ultra-wideband miniaturized blade antenna[J]. Application of Electronic Technique，2026，52(9)：105-108.
中文引用格式： 严俊. 一种超宽带小型化刀型天线[J]. 电子技术应用，2026，52(9)：105-108.
英文引用格式： Yan Jun. An ultra-wideband miniaturized blade antenna[J]. Application of Electronic Technique，2026，52(9)：105-108.
An ultra-wideband miniaturized blade antenna
Yan Jun
The 10th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation
Abstract： VHF/UHF band blade antennas, favored for their simple structure and omnidirectional radiation characteristics, are widely employed in aviation communications. However, conventional blade antennas suffer from large physical dimensions, which challenge the requirement for miniaturization in aviation communication equipment. This paper proposes a miniaturized blade antenna achieved through an integrated design of a fan-shaped radiating patch and matching network. The antenna measures 160 mm×80 mm×100 mm (corresponding to 0.05λlow×0.03λlow×0.03λlow, where λlow is the wavelength at the lowest operating frequency). The fabricated antenna exhibits a voltage standing wave ratio below 3.5 across the 100~800 MHz frequency range, demonstrating ultra-wideband impedance performance. Additionally, the antenna maintains a gain greater than -5 dBi from 400 to 800 MHz, with H-plane radiation pattern ripple under 3 dB, enabling broadband omnidirectional radiation. The measured performance of the fabricated blade antenna agrees well with simulation, validating the effectiveness of this design.
Key words : The 10th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation
引言
VHF/UHF频段通信凭借其远距离传输与高通信质量优势在航空领域应用广泛，其天线辐射性能直接决定机载通信系统整体性能[1-3]。刀型天线因结构简单、馈电便捷、横向尺寸小及全向辐射等特性，成为VHF/UHF频段通信的常用天线形式[4-5]。随着航空电子设备从单一功能向多功能集成化发展，对天线提出了更宽的工作频带的需求。同时，为减小天线对平台气动外形的影响，实现低风阻与轻量化设计，小型化成为天线设计的重要目标。然而，天线的小型化在带来尺寸缩减与气动优化的同时，也常伴随带宽压缩的问题，易导致频带宽度不足，难以满足复杂多变的实际通信需求。因此，如何在实现小型化的同时保持超宽带特性，已成为当前机载天线设计面临的关键挑战[6-7]。
刀型天线宽带化、小型化的技术手段主要有：曲流技术、加载技术和匹配电路技术。曲流技术通过在有限空间内增加天线电流路径长度，降低天线剖面[8-9]；加载技术通过引入如电感/电容加载、寄生元件，改变天线谐振特性，拓展工作带宽[10-12]；匹配电路技术通过在馈线和天线之间构建匹配网络实现阻抗匹配[13-14]。
本文设计了一种超宽带小型化刀型天线。天线采用类扇形结构实现宽带全向辐射，通过天线和馈电端口之间引入电阻、电容和电感等集总元件构成的有耗网络，实现天线宽带阻抗匹配。测试表明所设计天线在100~800 MHz频段内电压驻波比VSWR≤3.5，天线H面方向图不圆度小于3 dB，具有良好的全向辐射特性。
本文详细内容请下载：
https://www.chinaaet.com/resource/share/2000007244
作者信息：
严俊
（中国电子科技集团公司第十研究所，四川 成都 610036）
此内容为AET网站原创，未经授权禁止转载。