中波小型方环天线在透地通信系统的应用研究

"透地通信系统天线小型化设计与测试" 本文主要探讨了透地通信系统天线的小型化设计及其测试，旨在解决现有天线尺寸大、可移动性差和无法实现双向通信的问题。设计了一款中心频率为500kHz的中波小型方环天线，并对其关键性能参数进行了理论分析和实验验证。 首先，针对透地通信系统，传统的天线往往体积较大，限制了其在移动和便携应用中的实用性。因此，设计了一个小型化的方环天线，这种设计能够减小天线的物理尺寸，提高其便携性和适应性。方环天线的形状选择是因为它能提供良好的辐射特性，同时有利于小型化设计。 其次，文章对天线的阻抗特性进行了深入研究。阻抗匹配是通信系统中的重要因素，它直接影响到信号传输的质量和效率。测试结果显示，设计的天线与信号源之间实现了良好的阻抗匹配，匹配网络效率接近1，这意味着大部分输入功率被有效地转化为电磁波辐射，减少了能量损失。 接着，天线的工作带宽和效率是衡量其性能的关键指标。经过测试，该天线的工作带宽约为8kHz，效率为6.1×10^-5，这些数值与理论计算结果相符。宽的带宽意味着天线能够在一定频率范围内保持良好的工作状态，而高效率则意味着天线能有效地将电能转化为电磁辐射，从而实现更远的通信距离。 此外，对于辐射特性，天线在输入功率为0.25W时，有效传输距离达到了30m。这表明，尽管天线尺寸缩小，但仍能保持足够的通信范围，满足透地通信的基本需求。 文章还提到了双向通信的问题，这是现代通信系统的重要特征。通过优化天线设计，可能实现双向通信，使得信息传输不仅可以从地面到地下，也可以从地下到地面，增强了系统的灵活性和实用性。 此研究得到了陕西省自然科学基础研究计划和航空科学基金的支持，作者李彦博对通信与信息系统、地下通信系统有深入研究。该工作对改善透地通信系统的性能，尤其是提升其在复杂环境下的通信能力，具有重要的理论和实践意义。 参考文献涉及了结构健康监测、动力特性测试、荷载规范等多个领域，这表明天线设计不仅考虑了通信技术，还结合了结构工程的相关知识，以确保天线在实际应用中的稳定性和可靠性。