一种用于HF雷达的曲面单极天线，实现增益和带宽提升
系统与控制
2026-03-10 v1 系统与控制
信号处理
摘要
本文提出了一种新的曲面单极天线设计，用于优化天空波HF雷达应用，系统性地研究了曲率和固定段长度对天线性能的影响。该方案在15 MHz处实现了较conventional四分之一波长单极天线的改进阻抗匹配、更宽带宽和更高实现增益。参数分析表明，完全弯曲单极会损害性能，而引入直段并精确优化曲率可实现18.5%的增益提升和400 kHz的带宽扩展。该单元设计进一步扩展为12元素线性阵列，间距为0.45λ，显示出稳定的嵌入元件行为和改善的低至中等仰角增益，以适用于天空波 over-the-horizon雷达运行。在θ = 30°时，所提议的阵列实现了14.04 dBi，而参考阵列为13.11 dBi，相当于24%的增益提升，这在高功率HF雷达系统中具有重要意义。这些结果确认，所提议的曲面单极天线提供了一种紧凑、宽带且可扩展的解决方案，用于下一代HF雷达阵列。
引用
@article{arxiv.2603.07818,
title = {A Curved Monopole Antenna for HF Radar with Enhanced Gain and Bandwidth},
author = {Masoud Salmani Arani and Reza Shahidi and Lihong Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.07818},
year = {2026}
}