应用于GPS的多频带天线及其宽带化研究

发布时间：2016-10-20 16:32

本文关键词：水声综合通信网络关键技术的研究，由笔耕文化传播整理发布。

《重庆邮电大学》 2015年

应用于GPS的多频带天线及其宽带化研究

何佳佳

【摘要】：卫星导航系统的应用越来越广泛，已经深入到日常生活的许多方面。骤增的用户量、高定位精度对导航终端系统的多模和多系统兼容能力提出了挑战，因此，对应用于导航系统终端的多频、宽带圆极化天线的研究十分必要。本文阐述了多频、宽带圆极化天线的基本原理和实现方法，重点研究并设计了基于宽带馈电网络的圆极化天线，主要的工作可以分为以下几个部分。 1.阐述了单馈点多频段和多馈点宽带圆极化天线的辐射原理、实现方式。重点研究了3dB定向耦合器、移相巴伦、功分器和移相器等馈电网络的电性能，分别设计了L频段改进型的多节并联定向耦合器和传输线折叠型枝节巴伦，其仿真结果表现出良好的宽带特性。 2.设计了一款层叠结构的GPS双频天线。针对双频GPS天线的指标，采用单馈点的双层贴片，在每个贴片上引入“简并分离单元”实现圆极化。最终在1575MHz和1227MHz频段的3dB轴比带宽分别为16MHz和10.2MHz，增益分别为3.2dBi和0.2dBi，天线的宽波束效应和交叉极化抑制能力良好。 3.研究了基于Schiffman移相器的宽带馈电网络，，设计了一种L频段新的宽带圆极化的贴片天线。天线的馈电网络由二等分Wilkinson功分器和改进的Schiffman90移相器构成，其输出端口稳定的幅度和相位差特性的频率范围超过了600MHz。辐射贴片借助双探针馈电，并引入容性小贴片改善馈电效果，获得了30%以上的宽带圆极化性能，最大增益达到了9.8dBi。 4.研究了新型耦合线功分器、移相器和双馈电点圆极化交叉振子天线。耦合传输线的分析通过引入奇偶模阻抗，提高了电路设计的灵活性，扩展了耦合线型馈电网络电性能的提升空间。设计了一种方形贴片的交叉振子天线，采用新型馈电网络耦合馈电，使用金属喇叭改善辐射特性，天线表现出良好的宽带圆极化性能。提出了改进型对称箭头交叉振子天线的设计方案，引入“空气桥”和短路探针直接对辐射贴片馈电，其出色的宽带电性能覆盖了L频段绝大部分，对于多馈点交叉振子天线的设计具有一定参考意义。 5.测试了所制作的箭头形交叉振子天线样品。介绍了圆极化天线的远场测试原理，给出了交叉振子天线近场和远场的测试步骤，并对测试结果进行了分析。本文主要研究应用于GPS或其它卫星导航系统的多模天线。分析了圆极化天线多频、宽带化的实现方法，详细研究了宽带圆极化天线的馈电网络，设计了一款双频GPS天线和三款L频段的宽带天线，满足了多工作频段的应用需求。同时制作了改进型交叉振子天线样品，测试结果验证了天线出色的宽带圆极化性能。

【关键词】：
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN965.2
【目录】：

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