一種基于組合天線(xiàn)的接收系統的實(shí)現方法

摘要：根據浮標通信的特點(diǎn)并結合實(shí)際運用，給出了一種基于組合天線(xiàn)的接收系統的實(shí)現方法。該接收天線(xiàn)由一鞭狀天線(xiàn)和一磁感應天線(xiàn)組成，可通過(guò)選頻電路和高頻放大電路實(shí)現信號的分集接收。
關(guān)鍵字：浮標通信；組合天線(xiàn)；選頻；高頻放大

0 引言
浮標通信技術(shù)是在傳統的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的基礎上發(fā)展起來(lái)的。自從應用于對潛通信后，浮標通信便開(kāi)始廣泛運用于各國的軍事通信中。但是，目前的浮標通信基本還是采用單一的全向天線(xiàn)來(lái)實(shí)現電磁波的接收，由于浮標一般放置在海平面上，容易受到海浪及潮汐的干擾，很容易使天線(xiàn)發(fā)生旋轉，有時(shí)甚至會(huì )發(fā)生側翻或者倒置現象，而傳統的全向天線(xiàn)又無(wú)法實(shí)現信號的可靠接收。為了避免這種現象的發(fā)生，本文提出了一種組合天線(xiàn)的設計方法。該組合天線(xiàn)包含兩種天線(xiàn)單元：一種為鞭狀天線(xiàn)，此天線(xiàn)能夠接收水平場(chǎng)的電磁波；另一種為磁感應天線(xiàn)，此天線(xiàn)能夠接收垂直電場(chǎng)的電磁波。通過(guò)兩種天線(xiàn)的組合并利用選頻電路和高頻放大電路，即可實(shí)現信號的可靠接收。

1 組合天線(xiàn)設計
1．1 鞭狀天線(xiàn)
鞭狀天線(xiàn)又稱(chēng)為接地單極子天線(xiàn)。單極子垂直于地面，把地面假設為理想導體，地的影響可以用其鏡像代替，并且僅在地面上半空間存在電磁場(chǎng)。單極地饋天線(xiàn)可以等效為偶極子天線(xiàn)。在浮標通信中，一般把浮標筒表面假設為理想導體。其鞭狀天線(xiàn)模型如圖1所示。

鞭狀天線(xiàn)與偶極子天線(xiàn)相比，其波瓣方向朝行波方向傾斜，最大輻射方向偏了25°，半功率波束寬度由78°減小到60°。同時(shí)，與偶極子天線(xiàn)相比，兩種天線(xiàn)的上半空間方向函數和方向圖相同，同時(shí)極化特性、頻帶特性等都相同。但是，鞭狀天線(xiàn)的輸入阻抗是偶極子天線(xiàn)的一半，原因主要是激勵電壓減半而激勵電流不變。同時(shí)鞭狀天線(xiàn)的方向系數是偶極子天線(xiàn)的兩倍，且因為場(chǎng)強不變而輻射功率減半，即只在半空間輻射，因此損耗電阻大，輻射效率低。鞭狀天線(xiàn)的遠場(chǎng)分量Eθ的計算式如下：

本設計采用的鞭狀天線(xiàn)長(cháng)度H為30cm，接收電磁波頻率為1．8MHz。經(jīng)計算可得，鞭狀天線(xiàn)的方向性為4．80左右，絕對增益能夠達到6dB。通過(guò)電磁波的場(chǎng)強分析，此增益基本能夠滿(mǎn)足遠程無(wú)線(xiàn)遙控系統的信號接收。