高频地波雷达电小多频天线设计

摘 要：本文通过顶部加载多个平面阿基米德螺旋线圈得到具有多频功能的电小地波雷达天线。采用 CST软件设计多个平面螺旋线圈的尺寸参数，所设计的天线具有3.7 MHz、6.5 MHz和8 MHz三个频点，天线总高 度相对3.7 MHz的天线电长度仅为0.077λ，属于电小天线。采用Dixon优化算法实现多频点的阻抗匹配，在匹配 元件数较少前提下保证各个频点带宽大于60 kHz，满足了设计要求。天线实测结果和CST仿真结果吻合，说明 了本文方法在实现高频地波雷达天线小型化和多频化方面具有可行性和有效性。

关键词：高频地波雷达；电小天线；阿基米德螺线；Dixon优化算法；阻抗匹配；多频化

0 引 言

        高频地波雷达工作在 3~30 MHz 频段范围，其 发射天线具有垂直极化的特点，使得电磁波可以 绕着海面表面传播，克服了地球曲率的影响［1‑2］ ，具 有超视距、范围广、全天候及成本低等特点，是一 种检测海洋状况的重要技术［3‑4］ 。 高频地波雷达发射天线一般采用八木天线、 单鞭天线、对数周期天线，因其工作频率（3~30 MHz）导致天线尺寸达到十米或数十米［4‑6］ ，为了更好地监测海洋状况，高频地波雷达一般会采用架 设天线阵的方式࿰