一種基于組合天線的接收系統(tǒng)的實現(xiàn)方法

摘要：根據(jù)浮標(biāo)通信的特點并結(jié)合實際運用，給出了一種基于組合天線的接收系統(tǒng)的實現(xiàn)方法。該接收天線由一鞭狀天線和一磁感應(yīng)天線組成，可通過選頻電路和高頻放大電路實現(xiàn)信號的分集接收。
關(guān)鍵字：浮標(biāo)通信；組合天線；選頻；高頻放大

0 引言
浮標(biāo)通信技術(shù)是在傳統(tǒng)的無線通信技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。自從應(yīng)用于對潛通信后，浮標(biāo)通信便開始廣泛運用于各國的軍事通信中。但是，目前的浮標(biāo)通信基本還是采用單一的全向天線來實現(xiàn)電磁波的接收，由于浮標(biāo)一般放置在海平面上，容易受到海浪及潮汐的干擾，很容易使天線發(fā)生旋轉(zhuǎn)，有時甚至?xí)l(fā)生側(cè)翻或者倒置現(xiàn)象，而傳統(tǒng)的全向天線又無法實現(xiàn)信號的可靠接收。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，本文提出了一種組合天線的設(shè)計方法。該組合天線包含兩種天線單元：一種為鞭狀天線，此天線能夠接收水平場的電磁波；另一種為磁感應(yīng)天線，此天線能夠接收垂直電場的電磁波。通過兩種天線的組合并利用選頻電路和高頻放大電路，即可實現(xiàn)信號的可靠接收。

1 組合天線設(shè)計
1．1 鞭狀天線
鞭狀天線又稱為接地單極子天線。單極子垂直于地面，把地面假設(shè)為理想導(dǎo)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。單極地饋天線可以等效為偶極子天線。在浮標(biāo)通信中，一般把浮標(biāo)筒表面假設(shè)為理想導(dǎo)體。其鞭狀天線模型如圖1所示。

鞭狀天線與偶極子天線相比，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，與偶極子天線相比，兩種天線的上半空間方向函數(shù)和方向圖相同，同時極化特性、頻帶特性等都相同。但是，鞭狀天線的輸入阻抗是偶極子天線的一半，原因主要是激勵電壓減半而激勵電流不變。同時鞭狀天線的方向系數(shù)是偶極子天線的兩倍，且因為場強(qiáng)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。鞭狀天線的遠(yuǎn)場分量Eθ的計算式如下：

本設(shè)計采用的鞭狀天線長度H為30cm，接收電磁波頻率為1．8MHz。經(jīng)計算可得，鞭狀天線的方向性為4．80左右，絕對增益能夠達(dá)到6dB。通過電磁波的場強(qiáng)分析，此增益基本能夠滿足遠(yuǎn)程無線遙控系統(tǒng)的信號接收。