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　　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(duì)潛通信后，浮標(biāo)通信便開始廣泛運(yùn)用于各國(guó)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(shí)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(shí)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(shí)現(xiàn)信號(hào)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(jì)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(chǎng)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(chǎng)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(shí)現(xiàn)信號(hào)的可靠接收。

　　1 組合天線設(shè)計(jì)

　　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(chǎng)。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。

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　　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(shí)，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(shí)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(lì)電壓減半而激勵(lì)電流不變。同時(shí)鞭狀天線的方向系數(shù)是偶極子天線的兩倍，且因?yàn)閳?chǎng)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(chǎng)分量Eθ的計(jì)算式如下：

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　　本設(shè)計(jì)采用的鞭狀天線長(zhǎng)度H為30cm，接收電磁波頻率為1.8MHz。經(jīng)計(jì)算可得，鞭狀天線的方向性為4.80左右，絕對(duì)增益能夠達(dá)到6dB。通過電磁波的場(chǎng)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(hào)接收。

　　1.2 磁感應(yīng)天線

　　磁感應(yīng)天線又稱為電小環(huán)天線，環(huán)形天線分為圓環(huán)和方環(huán)兩種。本設(shè)計(jì)的電小環(huán)天線為圓環(huán)天線，且尺寸遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)，因此，相同面積的方環(huán)或圓環(huán)都具有相同的遠(yuǎn)場(chǎng)波瓣圖。磁感應(yīng)天線的場(chǎng)分量的計(jì)算式如下：

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　　與對(duì)偶極子天線相比，偶極子天線含有虛數(shù)因子，而環(huán)天線則沒有，這說明了偶極子天線和環(huán)天線在相同的電流饋電下，所輻射的場(chǎng)在時(shí)間上正交，這也是兩者的最大區(qū)別。因此，環(huán)天線適用于水平方式布置取向，而偶極子天線一般采取平行于z軸取向。這亦符合天線長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)的要求，即天線尺寸對(duì)波長(zhǎng)趨近于零。表1所列是環(huán)天線與偶極子天線的遠(yuǎn)場(chǎng)比較。

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