CN114580215B - 一种中部加载鞭天线及其谐振缩短长度的确认方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种中部加载鞭天线的谐振缩短长度的确认方法，通过对中部加载鞭天线各部分阻抗特性进行分析计算，获取了中部加载鞭天线的谐振缩短长度，从而据此对中部加载鞭天线的鞭天线主体单元进行缩短。本申请量化了中部加载鞭天线的缩短长度，为工程应用时鞭天线的参数调整提供了理论依据，且在兼顾小型水面无人艇的天线小型化和解决辐射零点的技术问题时，提高了鞭天线的参数调整的便捷性。

Description

一种中部加载鞭天线及其谐振缩短长度的确认方法

技术领域

本申请涉及水面无人艇搭载天线的技术领域，更具体地，涉及一种中部加载鞭天线及其谐振缩短长度的确认方法。

背景技术

水面无人艇搭载的天线大多使用鞭天线或鞭天线的组合阵列形式。但是在复杂多变的海域之上，传统鞭天线的性能亟待进一步加强。对于小型水面无人艇来说，艇体体积小、质量轻，故无法搭载尺寸较大、数量较多的鞭天线，因此，在不改变工作频率的前提下，减小鞭天线的物理长度，可以有效地解决天线小型化的技术问题。不仅如此，小型水面无人艇在工作时会受到海浪影响，产生一定角度的倾斜，而此时，鞭天线的辐射零点问题成为影响通信过程的一项潜在因素。

实现鞭天线小型化最常见的方法是在其顶部添加顶负载，虽然顶负载可以有效地减小天线的物理高度，但在顶部位置，电流几乎处于波节位置，因此顶负载并不直接参与辐射，故无法解决辐射零点问题。且在实际的实现鞭天线小型化的工程项目中，鞭天线的参数调整也主要是通过直接测量的方式来实现的，这使得鞭天线的参数调整的便捷性不够。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种中部加载鞭天线的谐振缩短长度的确认方法，用以在兼顾小型水面无人艇的天线小型化和解决辐射零点的技术问题时，解决鞭天线的参数调整的便捷性不够的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的第一个方面，提供了一种中部加载鞭天线的谐振缩短长度的确认方法，包括步骤：

构建包括鞭天线特性阻抗、鞭天线横截面半径和鞭天线单臂长的参数的输入阻抗函数；

基于加载交点到鞭天线顶端的第一辐射体的第一平均特性阻抗，通过所述输入阻抗函数，获取所述第一辐射体的第一输入阻抗；

基于连接于所述加载交点处的与所述第一辐射体垂直的第三辐射体的第三平均特性阻抗，通过所述输入阻抗函数，获取所述第三辐射体的第三输入阻抗；

基于所述第一输入阻抗和所述第三输入阻抗，获取所述鞭天线的加载交点总输入阻抗；

基于加载交点到鞭天线馈电点的第二辐射体的第二平均特性阻抗，结合所述加载交点总输入阻抗，获取所述鞭天线的馈电点总输入阻抗；

对所述馈电点总输入阻抗的电抗部分进行归零处理，获取对应的所述第一辐射体的应有线长度；

通过所述第一辐射体的应有线长度和所述第一辐射体的原始线长度的差值，获取中部加载鞭天线的谐振缩短长度。

进一步的，所述输入阻抗函数具体为：

其中，Z ₀为所述鞭天线相应的辐射体与其地面镜像等效的双传输线的特性阻抗，r为所述鞭天线相应的辐射体的横截面半径，l为所述鞭天线相应的辐射体的原始线长度，α为所述鞭天线相应的辐射体的衰减常数，β为所述鞭天线相应的辐射体的相移常数。

进一步的，所述第一平均特性阻抗的具体公式为：

其中，Z ₀₁为所述第一平均特性阻抗，l ₁为所述第一辐射体的原始线长度，l ₂为所述第二辐射体的原始线长度，r ₁为所述第一辐射体和所述第二辐射体的横截面半径。

进一步的，所述第二平均特性阻抗的具体公式为：

其中，Z ₀₂为所述第二平均特性阻抗。

进一步的，所述第三平均特性阻抗的具体公式为：

其中，Z ₀₃为所述第三平均特性阻抗，r ₀为所述第三辐射体的横截面半径。

进一步的，所述加载交点总输入阻抗的具体公式为：

其中，Z _in,M 为加载交点M的总输入阻抗，l ₀为所述第三辐射体的原始线长度，Z _in1为所述第一输入阻抗， Z _in3为所述第三输入阻抗。

进一步的，所述馈电点总输入阻抗的具体公式为：

其中，Z _in,0为纵坐标是0的馈电点的总输入阻抗，α ₂为所述第二辐射体的衰减常数，β ₂为所述第二辐射体的相移常数。

进一步的，所述对所述馈电点总输入阻抗的电抗部分进行归零处理，获取对应的所述第一辐射体的应有线长度具体为：

令复数Z _in,0的虚部为0，计算得到对应的所述第一辐射体的应有线长度l _1应。

进一步的，所述通过所述第一辐射体的应有线长度和所述第一辐射体的原始线长度的差值，获取中部加载鞭天线的谐振缩短长度的具体公式为：

Δl=l ₁－l _1应

其中，Δl为中部加载鞭天线的谐振缩短长度。

按照本发明的第二个方面，还提供了一种中部加载鞭天线，包括鞭天线主体单元和中部加载单元；

所述鞭天线主体单元包括均为线性棒状导体的第一辐射体和第二辐射体，所述第一辐射体和所述第二辐射体反向共线并相交于加载交点；

所述中部加载单元包括为线性棒状导体的第三辐射体，所述第三辐射体的一端与所述鞭天线主体单元垂直连接于所述加载交点；

所述加载交点距离馈电点的距离的取值范围为所述鞭天线主体单元的总线长度的四分之一到四分之三；

所述第三辐射体的线长度的取值范围为所述鞭天线主体单元的总线长度的五分之一到四分之一；

所述鞭天线主体单元的总线长度为所述中部加载鞭天线所辐射的电磁波的波长的四分之一。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

（1）本发明通过对中部加载鞭天线各部分阻抗特性进行分析计算，量化了中部加载鞭天线的谐振缩短长度，从而据此对中部加载鞭天线的鞭天线主体单元进行缩短，为工程应用时鞭天线的参数调整提供了理论依据，且在兼顾小型水面无人艇的天线小型化和解决辐射零点的技术问题时，提高了鞭天线的参数调整的便捷性。

（2）采用本发明提供的一种中部加载鞭天线，可在解决小型水面无人艇的天线小型化的技术问题时，一并解决辐射零点的技术问题，具有更广泛的通用性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的中部加载鞭天线的谐振缩短长度的确认方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的中部加载鞭天线的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的中部加载鞭天线的等效电路图；

图4为本申请实施例提供的中部加载鞭天线的远场辐射示意图；

图5为本申请实施例提供的中部加载鞭天线的仿真图；

图6为本申请实施例提供的中部加载鞭天线已进行缩短和未缩短的反射系数对比图；

图7为本申请实施例提供的中部加载鞭天线与传统鞭天线的方向图的对比图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细地说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明的各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在一个实施例中提供了一种中部加载鞭天线的谐振缩短长度的确认方法，核心步骤参考图1，更具体的步骤分析参考下文所述。

在处理鞭天线谐振匹配的情况时，最常采用的是顶部加载的方式，其拓宽了天线末端的截面，从而也能达到天线小型化的效果。但海面工作的鞭天线的姿态具有不确定性，通常需要其在辐射零点方向也具有一定的辐射能力。此时，若采取顶部加载，在加载部分虽然有一定的电流，但电流值较小，很难能满足辐射一定能量的目的。因此，本申请创造性地提出了采取中部加载的技术方案，在采取中部加载时，天线的中部加载体具有一定的能量，能很好地弥补鞭天线在辐射零点辐射能力的缺失。

在一个实施例中，如图2所示，一种中部加载鞭天线，包括鞭天线主体单元和中部加载单元。

所述鞭天线主体单元包括均为线性棒状导体的第一辐射体和第二辐射体，所述第一辐射体和所述第二辐射体反向共线并相交于加载交点M。

所述中部加载单元包括为线性棒状导体的第三辐射体，所述第三辐射体的一端与所述鞭天线主体单元垂直连接于所述加载交点M。鞭天线主体单元在正常情况下是垂直立于海平面的，也即第三辐射体在正常情况下是平行于海平面的。

根据对大量试验数据的分析可总结出，所述加载交点M距离馈电点（位于海平面纵坐标为0的馈电点）的距离的取值范围为所述鞭天线主体单元的总线长度的四分之一到四分之三；对应的，所述第三辐射体的线长度的取值范围为所述鞭天线主体单元的总线长度的五分之一到四分之一。所述鞭天线主体单元的原始总线长度一般设置为所述中部加载鞭天线所辐射的电磁波的波长的四分之一，即第一辐射体和第二辐射体的原始线长度之和为所辐射的电磁波的波长的四分之一。

但是，由于中部加载体（第三辐射体）分走了顶部天线的一部分电流，并且鞭天线本身就具有一定的横截面半径，会产生端面电容，这样就需要缩短一部分鞭天线主体单元的长度，使天线接近谐振状态。而在实际的实现鞭天线小型化的工程项目（例如顶部添加顶负载的相关参数的调整）中，鞭天线的参数调整也主要是通过直接测量的方式来实现的，这使得鞭天线的参数调整的便捷性不够。基于此现状，本申请创造性地量化了中部加载鞭天线的谐振缩短长度，为工程应用时鞭天线的参数调整提供了理论依据，在兼顾小型水面无人艇的天线小型化和解决辐射零点的技术问题时，提高了鞭天线的参数调整的便捷性。

为了计算中部加载对鞭天线的谐振长度的影响，先对鞭天线的结构进行分析，参考图2。将鞭天线分为了三部分：第一部分为加载部分交点M点到鞭天线顶端的部分（即为第一辐射体），原始线长度为l ₁，横截面半径为r ₁；第二部分为加载部分交点M到馈电点0的部分（即为第二辐射体），原始线长度为l ₂，横截面半径也为r ₁；第三部分为加载辐射体部分（即为第三辐射体），该辐射体的原始线长度为l ₀，半径为r ₀。

首先，对鞭天线各个部分的输入阻抗进行分析，鞭天线相应的辐射体与其地面镜像等效的双传输线的特性阻抗：

其中D为均匀双传输线之间的距离，r为均匀双传输线的导体横截面半径。对于一个单边线长度为l，导体横截面半径为r的对称阵子来说，其输入阻抗Z_in可以看作是等效的双传输线的特性阻抗Z₀、天线横截面半径r，天线单臂长l的函数，即可先构建一个基础鞭天线的输入阻抗函数，其中包括辐射体平均特性阻抗、辐射体横截面半径、辐射体线长度等参数，后面在计算输入阻抗等参数时会调用这个输入阻抗函数。

所述输入阻抗函数的公式具体为：

其中，Z ₀为所述鞭天线相应的辐射体与其地面镜像等效的双传输线的特性阻抗，r为所述鞭天线相应的辐射体的横截面半径，l为所述鞭天线相应的辐射体的原始线长度，α为所述鞭天线相应的辐射体的衰减常数，β为所述鞭天线相应的辐射体的相移常数，即以上的5个参数如果标上下标的话，表示的是第一至第三辐射体中的某个辐射体的对应参数。

其中，

为鞭天线的某段辐射体对应的衰减常数，

为鞭天线的某段辐射体对应的相移常数，鞭天线的某段辐射体对应的单位长度损耗电阻

，鞭天线的某段辐射体对应的辐射电阻

，λ为鞭天线所辐射的电磁波的波长。

第一辐射体与其镜像部分，可以看作为一段有损耗的均匀双传输线，故第一辐射体的平均特性阻抗为：

其中，Z ₀₁为所述第一平均特性阻抗，l ₁为所述第一辐射体的原始线长度，l ₂为所述第二辐射体的原始线长度，r ₁为所述第一辐射体和所述第二辐射体的横截面半径。z为天线距离单位元dz到馈电点0（实际上是先建立了一个以馈电点为原点，以竖直向上为正方向的坐标系，馈电点的纵坐标即为0，M点的纵坐标即为l ₂，第一辐射体顶点的纵坐标即为l ₁＋l ₂）的距离。将第一辐射体的平均特性阻抗Z ₀₁、导线半径r ₁及天线长度l ₁代入到输入阻抗函数的公式中，可以得到第一辐射体的第一输入阻抗为Z _in1（Z ₀₁，r ₁，l ₁）。

同理，可以求得第二辐射体的第二平均特性阻抗，不过与第一辐射体不同的是，其对鞭天线的积分范围为0~ l ₂，可以求得：

同理，可以将第三辐射体看作是架高的单极天线，与其镜像部分形成距离为2l ₂的标准的均匀双传输线，第三辐射体的第三平均特性阻抗为：

同样，将相关参数代入到输入阻抗函数的公式中，可以得到第三辐射体的第三平均特性阻抗为Z _in3（Z ₀₃，r ₀，l ₀）。

M点的输入阻抗可以看作为第一辐射体和第三辐射体的并联，第二辐射体可以看作是均匀有耗双传输线，其终端接M点的总输入阻抗Z _in,M ，等效电路如图3所示。

即在M点的总输入阻抗（加载交点M的总输入阻抗）

此时，可以得到天线在馈电点0处的总输入阻抗（馈电点总输入阻抗）

α ₂为所述第二辐射体的对应的衰减常数，β ₂为所述第二辐射体对应的相移常数，具体的计算方法即为把第二辐射体的相关尺寸参数或电气参数带入前述的α和β的公式进行计算即可得到α ₂和β ₂，此处不再赘述。

若要中部加载鞭天线处于谐振状态，则需使天线的电抗部分进行归零处理，即令Z _in,0的虚部Im（Z _in,0）＝0。此时可以求得在频率f ₀下的谐振长度l _1应＋l ₂＝λ₀/4－Δl。说明当馈电点0处的总输入阻抗的阻抗部分Im（Z _in,0）＝0时，需缩短的长度Δl＝λ₀/4－l _1应－l ₂＝l ₁－l _1应，即可以表示为Δl＝{ l ₁－l _1应∣Im（Z _in,0）＝0}，则该部分由于天线的电流与阻抗分布，使得鞭天线应在理想谐振长度下缩短Δl。

实际上，l ₁＋l ₂＝λ₀/4，为了方便处理，以上计算过程中先将第二辐射体的原始线长度l ₂预设为固定值，则当为了辐射一定波长的电磁波时，通过调节第一辐射体的原始线长度l ₁来达到目的。此实施例中，先将第二辐射体的原始线长度l ₂固定，通过Im（Z _in,0）＝0的计算获取第一辐射体的应有线长度l _1应，即在频率f ₀下的谐振长度为l _1应＋l ₂，进一步的，Δl=（l ₁＋l ₂）－（l _1应＋l ₂）＝l ₁－l _1应，即Δl=l ₁－l _1应为中部加载鞭天线的谐振缩短长度。可据此计算获取的这个谐振缩短长度，来缩短第一辐射体的线长度，从而缩短第一辐射体和第二辐射体的整体的线长度（即缩短上文提到的鞭天线主体单元的线长度），从而能为工程应用时鞭天线的参数调整提供理论依据，且在兼顾小型水面无人艇的天线小型化和解决辐射零点的技术问题时，提高了鞭天线的参数调整的便捷性。

建立如图4所示的极坐标系，同样将鞭天线分为第一辐射体、第二辐射体、和第三辐射体。

令鞭天线馈电点0的电流为I（0），此时M点的电流近似表示为：

此时第一辐射体的输入电流为：

第三辐射体的输入电流为：

可以近似求出第一辐射体对远场某一点

场强贡献为：

第二辐射体对该点的场强贡献为：

第三辐射体的场强贡献为：

从而可以得出中部加载鞭天线对远场某一点的贡献为：

计算获取的叠加场强的大小可以有效地体现中部加载鞭天线在水平方向的全向性，并很好地解决了传统鞭天线在辐射零点几乎不具有辐射能力的技术问题。

为了能够验证计算的准确性，对中部加载鞭天线的谐振长度进行确认，可采用FEKO电磁仿真软件进行仿真计算，图5是中部加载鞭天线的仿真图。鞭天线采用铜导体，使其工作在75 MHz，其横截面半径为3mm，理想谐振长度为1m，中部加载体同样采用铜导体，其横截面半径为3 mm，长度为20 cm，考虑到加载体天线的电流分布不能过小，且其过低会因镜像作用失去辐射性能，将其加载于天线距馈电点0.5 m处（即第一辐射体和第二辐射体的整体的原始线长度的中点处）。分别计算鞭天线需缩短的谐振长度，以及对比中部加载鞭天线与传统鞭天线的方向性。可以通过计算求得，中部加载鞭天线若要处在谐振状态，则其应当缩短的长度为Δl=6.94 cm。图6是中部加载鞭天线已进行缩短和未缩短的反射系数对比图。

可以看出，在中部加载鞭天线未进行长度缩短时，其谐振频率为69.14 MHz，反射系数为0.19。此时，若工作在理想谐振频率75 MHz，其反射系数约为0.37，相比于0.19的反射系数，存在很大的失配损耗；当对天线进行缩短处理，缩短6.94 cm之后，天线的谐振频率升至74.71 MHz，反射系数为0.19，此时与理想谐振频率基本相等，这表明在经过理论计算后对天线进行缩短，能够较好地使天线在预设频率下接近谐振状态，相比于未缩短时具有更小的反射系数。在一定程度上验证了上述计算推导的正确性。

图7为中部加载鞭天线与传统鞭天线的方向图的对比图，因为鞭天线方向图具有对称性，截取XOZ面方向图（

），有一定的代表性。可以看出，传统鞭天线在越接近

时，其辐射零点的方向性越差，在接收或发射信号时几乎无法工作。当其进行中部加载后，中部加载体向外辐射能量，不仅可以保持原本鞭天线在水平方向良好的方向性，还可以在辐射零点方向上增大一定的辐射能力。这说明，中部加载鞭天线的辐射零点的辐射能力要优于传统鞭天线，与理论推导具有良好的一致性。

为了更好地验证理论推导结果和仿真结果，将对中部加载天线的缩短长度以及辐射性能进行测试。

为了与仿真实验保持一致，导体的半径选用3mm，预设频率为75 MHz，鞭天线初始长度为1m，即理想谐振长度，中部加载体半径为3mm，长度为20 cm，加载在距天线馈电点0.5m处的位置。将天线底部置于制作好的模拟海水环境的盐水中，采用网络分析仪对天线的谐振频率及反射系数进行数据采集。先测量未进行缩短时天线的参数，根据测量结果可以看出，其谐振频率在67.19 MHz,反射系数为0.03，在预设频率75 MHz下其反射系数为0.41。接着测试缩短了6.94 cm的天线的参数，根据测量结果可以看出，其谐振频率在74.35 MHz，反射系数为0.05，在预设频率75 MHz下其反射系数为0.1。

由实验结果可得，未缩短的中部加载鞭天线其谐振频率与理想谐振频率有着较大偏差，且在预设频率下反射系数很大，当对天线进行缩短之后，天线的谐振频率逐步接近理想谐振频率，且在预设频率下的反射系数有着很大改善。这说明对天线缩短一定长度会改变天线的阻抗分布，同样与理论计算和仿真实验有着很高的一致性，也进一步证明了推导过程的正确性。

在外场进行天线在辐射零点的辐射能力测试，通过对中部加载鞭天线与传统鞭天线在

的方向进行测试（因为理论上该方向为传统鞭天线的辐射盲区），采用测量远场的接收场强，间接证明天线的辐射能力。分别选取20 m、30 m、50 m的方向进行测试。实验结果如下表所示。

显而易见的，中部加载鞭天线提高了传统鞭天线在辐射零点的辐射能力。理论上，在零点区域内，应当接收不到传统鞭天线发射的信号，但是可能由于电磁波的绕射能力，令接收机还是收到了很小的信号。

本发明首先解决了一种中部加载鞭天线在理想工作频率下，量化其理想谐振长度与实际长度之间的差值的技术问题。其次，中部加载体不仅使鞭天线实现了小型化，并且在一定程度上解决了鞭天线的辐射零点问题，这是水面无人艇搭载天线在海面工作需要解决的一项问题。上文从计算、仿真、外场试验三个方面对天线进行分析，结果均表明，对中部加载天线的缩短有利于降低天线的反射系数，使天线谐振频率更接近理想谐振频率，避免较大的能量损失，同时中部加载向辐射零点方向转移了一部分能量，为水面无人艇搭载天线设计与辐射分析提供了理论依据。

以上所述者，仅为本公开的示例性实施例，不能以此限定本公开的范围。即但凡依本公开教导所作的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。本领域技术人员在考虑说明书及实践这里的公开后，将容易想到本公开的其他实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未记载的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的范围和精神由权利要求限定。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种中部加载鞭天线的谐振缩短长度的确认方法，其特征在于，包括步骤：

构建包括鞭天线特性阻抗、鞭天线横截面半径和鞭天线单臂长的参数的输入阻抗函数；所述输入阻抗函数具体为：

其中，Z ₀为所述鞭天线相应的辐射体与其地面镜像等效的双传输线的特性阻抗，r为所述鞭天线相应的辐射体的横截面半径，l为所述鞭天线相应的辐射体的原始线长度，α为所述鞭天线相应的辐射体的衰减常数，β为所述鞭天线相应的辐射体的相移常数；

基于加载交点到鞭天线顶端的第一辐射体的第一平均特性阻抗，通过所述输入阻抗函数，获取所述第一辐射体的第一输入阻抗；

基于连接于所述加载交点处的与所述第一辐射体垂直的第三辐射体的第三平均特性阻抗，通过所述输入阻抗函数，获取所述第三辐射体的第三输入阻抗；

基于所述第一输入阻抗和所述第三输入阻抗，获取所述鞭天线的加载交点总输入阻抗；

基于加载交点到鞭天线馈电点的第二辐射体的第二平均特性阻抗，结合所述加载交点总输入阻抗，获取所述鞭天线的馈电点总输入阻抗；

对所述馈电点总输入阻抗的电抗部分进行归零处理，获取对应的所述第一辐射体的应有线长度；

通过所述第一辐射体的应有线长度和所述第一辐射体的原始线长度的差值，获取中部加载鞭天线的谐振缩短长度；

所述中部加载鞭天线的加载体为线性棒状导体。

2.如权利要求1所述的确认方法，其特征在于，所述第一平均特性阻抗的具体公式为：

其中，Z ₀₁为所述第一平均特性阻抗，l ₁为所述第一辐射体的原始线长度，l ₂为所述第二辐射体的原始线长度，r ₁为所述第一辐射体和所述第二辐射体的横截面半径。

3.如权利要求2所述的确认方法，其特征在于，所述第二平均特性阻抗的具体公式为：

其中，Z ₀₂为所述第二平均特性阻抗。

4.如权利要求3所述的确认方法，其特征在于，所述第三平均特性阻抗的具体公式为：

其中，Z ₀₃为所述第三平均特性阻抗，r ₀为所述第三辐射体的横截面半径。

5.如权利要求4所述的确认方法，其特征在于，所述加载交点总输入阻抗的具体公式为：

其中，Z _in,M 为加载交点M的总输入阻抗，l ₀为所述第三辐射体的原始线长度，Z _in1为所述第一输入阻抗， Z _in3为所述第三输入阻抗。

6.如权利要求5所述的确认方法，其特征在于，所述馈电点总输入阻抗的具体公式为：

其中，Z _in,0为纵坐标是0的馈电点的总输入阻抗，α ₂为所述第二辐射体的衰减常数，β ₂为所述第二辐射体的相移常数。

7.如权利要求6所述的确认方法，其特征在于，所述对所述馈电点总输入阻抗的电抗部分进行归零处理，获取对应的所述第一辐射体的应有线长度具体为：

令复数Z _in,0的虚部为0，计算得到对应的所述第一辐射体的应有线长度l _1应。

8.如权利要求7所述的确认方法，其特征在于，所述通过所述第一辐射体的应有线长度和所述第一辐射体的原始线长度的差值，获取中部加载鞭天线的谐振缩短长度的具体公式为：

Δl=l ₁－l _1应

其中，Δl为中部加载鞭天线的谐振缩短长度。

9.一种中部加载鞭天线，其特征在于，包括鞭天线主体单元和中部加载单元；

所述鞭天线主体单元包括均为线性棒状导体的第一辐射体和第二辐射体，所述第一辐射体和所述第二辐射体反向共线并相交于加载交点；

所述中部加载单元包括为线性棒状导体的第三辐射体，所述第三辐射体的一端与所述鞭天线主体单元垂直连接于所述加载交点；

所述加载交点距离馈电点的距离的取值范围为所述鞭天线主体单元的总线长度的四分之一到四分之三；

所述第三辐射体的线长度的取值范围为所述鞭天线主体单元的总线长度的五分之一到四分之一；

所述鞭天线主体单元的总线长度为所述中部加载鞭天线所辐射的电磁波的波长的四分之一。

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