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短波垂直单极天线地网的数值分析 - CAMEO-计算机辅助多物理场工程
Altair 2015 技术大会论文集 短波垂直单极天线地网的数值分析 Numerical Analysis of the Ground-Screen of Short-Wave Vertical Monopole Antenna 1 2 张小林 高火涛 (1 华东电子工程研究所，合肥，230088 2 武汉大学电子信息学院，武汉，430072) 库 摘 要: 采用基于矩量法的电磁仿真软件FEKO 和时域有限差分法对短波垂直单极天线的 地网进行了数值建模，比较了它们的精度和优缺点，最后根据数值结果总结了地网形式、大 小和疏密程度对单极天线驻波和增益的影响，为短波垂直单极天线的实际工程应用提供了理 例 论指导。 关键词: 单极天线 地网 时域有限差分法 案 Abstract: In this paper, the ground-screen of short-wave vertical monopole antenna is E modeled by the electromagnetic simulation software FEKO and finite-difference time A domain (FDTD) method, accuracies and advantages of which are then compared. The C influence of the form, size, and density of the ground screen to voltage standing wave ratio (VSWR) are summarized through numerical results, which serves theoretical guides 模 to the practical applications of short-wave vertical monopoles. Key words: Monopole antenna， Ground-screen， FDTD 凯 O 1 概述 E 众所周知，有限导电地面对地面附近天线系统的性能有一定影响，当天线为垂直极化时 M 尤为明显。垂直极化天线由于架设简单，维护方便，并且垂直极化波沿地面的衰减比水平极 A 化波小，通常用作广播通信和高频地波雷达的天线系统。由于馈电点离地面很近，馈电电流 C 较大，当电流通过大地回到天线底部时，地面损耗比导体损耗和绝缘损耗大得多，在一定程 度上降低了天线的辐射效率。行之有效的办法是在天线底部敷设一定形状和大小的地网，增 加地面的导电性，减小接地电阻和地面损耗，提高天线的辐射效率，也使天线更易与馈线匹 [1] 配 。在分析和设计垂直单极天线时，通常假设地面为无穷大理想导电平面，敷设良好的地 网系统亦可减小天线理论设计与工程实际的性能差异，使天线的设计过程更加简单。 对于微波段以上频率的天线，波长和天线尺寸较小，可直接采用一定大小的导体板作为 接地面，但在中波和短波频段，若使用导体板作为接地面，成本过高，因此一般情况下，在 - 1 - Altair 2015 技术大会论文集 天线底部用导线构成辐射状或
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