龙文峰，李 杜，周 伟，付云起

(国防科学技术大学电子科学与工程学院，长沙 410073)

锥天线由于具有较好的宽频带特性，被广泛应用于VHFUHF波段的天线设计。理想无限长的双锥天线具有输入阻抗、方向图均与频率无关的特性，而实际中有限长的双锥天线，由于终端反射而不具有这种与频率无关的特性，其宽频带特性会受到一定影响。为了拓宽天线的带宽，人们对典型双锥天线做了很多改进，包括同轴双锥天线、盘锥天线、加载双锥天线、V型天线等，使得天线的阻抗带宽有很大改善。

为了实现低剖面共形的超宽带VHFUHF天线设计，人们在单锥天线的基础之上对其进行了一定程度的改进，实现了天线性能的提升，取得了进展。美国俄亥俄州立大学电子科学实验室的Jing Zhao、John L.Volakis等提出的一种新型的IHA(inverted-hat antenna)天线，改善了天线的性能，所设计的天线在0.2～2 GHz的带宽内实现了特性阻抗匹配。

但单锥天线也存在一些局限，例如有限尺寸的单锥天线难以实现很大的带宽。某项目要求天线直径不超过120 mm，高不超过120 mm，覆盖0.3～3 GHz的频带。利用渐变的椭圆曲线代替直线型的锥外形，对多个椭圆线段组成的天线进行仿真优化，最终选定了7椭圆凸起型锥天线。

1 天线设计

图1展示了椭圆线段组成锥天线的几何结构。天线的外表面辐射波采用的是垂直极化辐射。为了达到超带宽，天线的外部轮廓线是由原点开始的许多相似的椭圆线段组合而成，如图1(b)所示。

组成天线的椭圆的半径变化趋势是成指数螺旋增长的，令椭圆主半径为Xn，副半径为Yn，如图1(b)所示。……