科 技ｌ论 坛 科 意 有源发射天线的现状及发展趋势 赵国研 （哈尔滨工程大学信息与通信工程学院，黑龙江哈尔滨ｌ５０００１） 摘要：一直以来，有关天线小型化与宽带化的新理论与新技术都是天线领域的研究热点 尤其在短波波段，天线的实际尺寸都较大，短波天线 的小型化也就难以实现 有源天线由于易于实现天线的小型化，且能够有效地解决无源电小天线所存在的频带窄、效率低等问题，而越来越受到天 线工作者的关注在研究了有源天线的理论基础之上，阐述了有源发射天线的现状及发展趋势 关键词：有源天线；短波；小型化 前 以放大，所以有源天线的尺寸也可以大大地减 该天线是一种光学开关控制的ｘ波段有 如今的电子科技产品日新月异，对其实用 小。 源天线 ｆ１：在半双 装置中的应用。其天线元 件与便携性的要求也越来越高。随着越术越多 ２有源发射天线的新发展 件设计成一个ｍ准光学序列构成的单个器件， 的性能 越的元器件的研制成功，使得更多的 近儿年，各种各样的有源天线的新理论与 该 列能在收发之问进行快速的切换，并且内 理论上可行的新技术的实现成为可能。对于天 新技术不断地涌现，包括能够实现天线宽带化 部置有控制相移器的波束。 线产品来说，其性能的好坏直接影响通信系统 的新的天线模型以及能够改善天线性能的新的 的效率及传输信号的稳定性与可靠性，所以对 处理方法，大大地丰富了有源天线理论，并为 ３结论 目前所能支际 用的有源发射天线还主要 天线产品的新 论与新技术的研究一直以来都 有源天线技术的研究指明了方向。下面通过介 集中存射频段，多数为微带贴片天线。而随着 是天线１ 作者的研究热点 绍几种最新的有源发射天线来帮助了解有源天 频谱资源的臼益紧张，以及新的高性能器件的 灭线作为向外辐射与接收信号的载体，有 线技术的最新进展。 产生，有源发射天线存短波、超短波波段的宽 很多值得关注的性能参数，而从天线的适用性 （１） 脉冲有源发射天线 带化应用也注定会受到人们的重视。 与实』ｆＪ性的角度出发，更关心的是天线的丁作 这种天线可以直接月ｊ一个带铁氧体环转换 参考文献 带宽 ｊ尺寸大小。在设汁天线时，更希望在相 装置的脉冲电路来驱动，该转换装置可增加 Ｉ１ｌ沈铁汉有源天线原理与应用『Ｍ１．西安：西安 同的丁作条什下天线所能适用的Ｉ．作频带更 ３０％的额外脉 『ｆ１幅度峰值～该有源天线的设计 交通大学出版社，１９９１． 宽，以及在丰¨同的性能指标下天线所能实观的 可以适用于驱动范同在２～１０００Ｖ之间的二极 ｆ２］李文兴．１．５ＭＨｚ到３０ＭＨｚ宽频带短波有源接 实际尺寸更小。换句活说，更希望实现天线的 管。其有源脉冲器件可以用低功耗的整流二极 收天线ＩＪ１．哈尔滨船舶工程学院学报，１９８９． 宽带化 ｊ小型化 １有源发射天线的特点 传统的无源天线就足一个简单的波变换 器， 其结构内部未装置有源电路，在发生波 变换前后天线埘传输信号 进行处理，即不存 在信号放大、振荡、检波或变顿（混频）等过 程。而有源天线可实现多项系统性能参数的优 化，如天线的小型化与宽频带。有源天线已经 不再是简单的波变换器，而兼备了信号处理的 功能。无源天线同有源电路的 ・体化，既是结 天线 构上的又是设计上的。结构ｊ二的一体化是指波 变换器与有源电路的高频输入（输出）电路互 为对方电路的一部分，而不是简单的级联关 系。设计上的一体化是指基于改进系统性能的 要求将波变换器和有源电路作为一个整体来考 虑。无源天线与有源天线的划分，就 于除了 输入信号之外天线是否吸收外部能量．也就是 足否一体化结合了有源电路。 有源天线的尺寸大小或固有波长，很大程 度上取决于晶体管的放大倍数以及晶体管在垂 直导线Ｉ：的安装位置。如果把晶体管安装在天 线垂直导线的输入馈线处，则品体管对天线尺 寸的影响可以忽略不计，天线的同有波长与晶 体管的参量毫无关系。但是如果把 链体管安装 在垂直导线的最上端，则品｛小管的放大倍数就 会对天线尺寸大小有很大的影响，天线的固有 波长将随着晶体管的放大倍数而改变． ．实际 尢源天线顶部加载的作用，就足 使垂直导线顶部的电流不为零而为某一数值。 若在天线的垂直导线顶部再加上一个晶体管放 大器，就可以把无源加载时的电流加以放大。 显然，加载的作用就增大了。而晶体管的放大 倍数越大，这个作用就越大。此时，有源天线 的』 寸大小就与晶体管的放火倍数有关 因为 ｒ 本篱能将这个Ｉ 流 数ｔ‘ｆ＇，￣ｔｌ ｆ 地加 管来搭建，且场效应管转换器的马区动 受低功 【３］Ｓｏｓｔａｎｏｖｓｋ？ Ｄ’Ｌ，Ｂｏｒｙｓｓｅｎｋｏ Ａ．Ｏ．Ａｃｔｉｖｅ Ｔｏｎｇｕｅ Ｉ＇ｕｌｓｅｄ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ Ａｎｔｅｎｎａ， 耗脉冲发生器设汁的 Ｕｌｔｒａｗｉｄｅｂａｎｄ ａｎｄ Ｕｌｔｒａｓｈｏｒｔ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｓｉｇｎａｌ， （２）均衡的有源发射贴片天线 该有源发射天线充分利用了宽带放大器的 ２００６．特性，即利用电阻均衡技术来实现。该电『５Ｈ同 ｆ４ＩＤ’Ｓｅｇｏｖｉａ，Ｖ’Ｇｏｎｚａｌｅｚ．Ｅｑｕａｌｉｓｅｄ Ｂｒｏａｄ Ｂａｎｄ 时具有宽带放大器的一部分和贴片天线的负载 Ａｃｔｉｖｅ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇ Ｐａｔｃｈ Ａｎｔｅｎｎａ，ＩＥＥＥ，２００３． 两部分作用。因此，通过电阻负载增加了天线 １５１Ｊａｍｅｓ Ｖｉａｎ，Ｚｏｙａ Ｐｏｐｏｖｉｃ．Ａ Ｔｒａｎｓｍｉｔ／Ｒｅｃｅｉｖｅ Ａｃｔｉｖｅ Ａｎｔｅｎｎａ ｗｉｔｈ Ｆａｓｔ Ｌｏｗ—Ｐｏｗｅｒ Ｏｐｔｉｃａｌ 的带宽，而Ｈ．有源部分也增加了天线的增益。 ｔｃｈｉｎｇ，ＩＥＥＥ Ｆｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ （３）应用高速低功耗光学开关的有源发射 ＳｗｉＴｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，２０００． 责任编辑：张雨 一２９～
