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短波与超短波通信在远距离通信领域中扮演着重要角色。由于频段限制,短波与超短波天线普遍存在尺寸过大的问题,因此,宽频带电小天线成为短波与超短波通信领域研究的重点。通常电小天线尺寸较小,使得输入电抗较大,品质因数较高,工作频带较窄,需要采用宽带匹配技术才能实现宽带匹配。然而,目前广泛采用的无源匹配技术受到带宽-增益理论的约束,难以实现电小天线宽带化、高增益的设计要求,而非福斯特匹配电路能够产生负电抗,转换电小天线的大电抗,实现宽带匹配,有效提高天线增益和工作带宽。本文对非福斯特电路与电小天线进行了深入研究,并完成了有源电小天线设计。主要工作内容包括:1.设计了基于非福斯特电路的有源盘锥天线。本文首先研究了盘锥天线的小型化技术,采用参考慢波结构的锯齿形结构代替盘锥天线下锥体金属直杆的方案对天线进行小型化设计,仿真得到盘锥天线在150MHz～250MHz频段内输入阻抗特性、S11和S21参数。然后根据非福斯特电路理论,使用电路仿真软件ADS设计仿真非福斯特电路,将天线S参数导入ADS中与电路进行联合仿真,得到了加载非福斯特电路的有源盘锥天线的S11和S21参数。仿真结果显示在150MHz～250MHz频段内,有源盘锥天线S11参数均低于-15d B,S21增益较盘锥天线在整个频段内提高了10d B以上。加工的实物测试结果与仿真结果基本一致,说明了设计方案的可靠性。2.设计了基于非福斯特电路的有源单极子天线。天线采用加载电感线圈的单极子天线结构,工作频段2MHz～30MHz,覆盖短波频段。非福斯特电路采用有源盘锥天线中的电路结构,同时在电路与天线之间接入带通滤波器来抑制非福斯特电路的高次谐波,提高电路在大信号条件下的性能。仿真结果显示,输入功率为30d Bm时,有源单极子天线在2MHz～30MHz频段内S11均低于-10d B,S21较单极子天线在整个频段内提高了5d B以上,非福斯特电路谐波抑制水平高于50d Bc,说明设计的有源单极子天线在输入功率30d Bm时的工作性能良好。