1 引言
　　目前，作為機載信標接收機廣泛采用的天線是電小天線，即天線的尺寸與工作波長相比很小。此時，可以把天線看成是一個帶有少量輻射的電感器、電容器或兩者的某種組合，通過加載的方式達到使天線小型化的設計要求。信標天線采用突出的、其輻射振子端部由加載容性負載而使其縮短了長度的水平振子構成。置在機身的下部，并具有最大輻射方向垂直向下的方向圖。按照國際協議規定，信標接收機的工作中心頻率為75MHz，通過HFSS軟件仿真對天線的饋電點、電容、電感進行了優化設計，使其在中心頻率在75MHz上實現良好的阻抗匹配，要求其天線的電壓駐波比（VSWR）小于2，水平極化方向圖為心臟形方向圖。
　　2 設計原理
　　機載信標天線工作原理示意圖如下圖1所示 ，天線振子的一端b用螺釘連接在槽的窄壁上，在窄壁上開一個孔槽，用導線加載一個電感，連接到底板上的同軸饋電點上，通過調整電感值來達到阻抗耦合匹配的目的。而振子的另一端d連接在絕緣體上，在輻射器的該端的d點處焊接有負載電容器c1和微調電容器c3，分別連接e、f點接地。其中電容器c2和微調電容器a串聯，然后和bd并聯，通過轉動微調電容器來改變其電容值。
　　從圖1可以看出，振子是由分流電路饋電的，同軸電纜內導體在點連接振子，振子的全長應小于四分之一波長。天線的輸入阻抗取決于振子上c點的位置，即取決于bc、cd兩段振子的長度，調整、優化c點的位置，可以找到使天線輸入阻抗接近饋線波阻抗的點，即達到天線的阻抗匹配。通過對天線的加載來控制天線上的電流分布，進而改變天線的輸入阻抗、方向圖特性和天線的效率，以此來提高天線的帶寬。
　　信標天線輻射集中在狹窄的與地面垂直的圓錐范圍內，即要求具有最大輻射方向垂直向下的心臟形方向圖。因此，本信標天線的設計采用一種非對稱的振子天線，將其臂彎成直角，即構成了倒F形天線，從而使信標天線得到了具有垂直向下的心臟形方向圖，其心臟形方向圖的構成主要由非對稱振子天線上電流分布所產生的場強的幅值和相位的不同來實現的。
　　
　　圖1 信標天線示意圖
　　3 HFSS的天線建模
　　結合上面的原理分析，設計一個工作頻率為75MHZ的信標天線，采用HFSS仿真軟件進行參數化建模，饋線的特性阻抗為50Ω，采用集總饋電。對信標天線進行HFSS軟件建模，其中X軸負方向為飛機航向、Y軸為飛機高度方向、Z軸為翼展方向，模型圖如圖2所示。HFSS軟件是基于有限元法對研究對象進行網格剖分，為了減少網格剖分的數目，其手動剖分網格模型如下圖3所示。
　　加載電容在圖3標志區域上畫出一個矩形片，放大后如圖4所示。通過在邊界條件Lumped RLC Boundary中設置電容值，對可變電容器進行參數化設置；同理，對電感加載進行參數化設置。然后，設置激勵和求解方式，設置輻射邊界時要求空氣盒子尺寸合適。一般要求其邊界到實際幾何模型任何部分的距離大于四分之一波長，邊界并非越大越好，邊界太大會顯著影響計算時間和精度。