几种宽波束北斗导航天线的设计

发布时间：2020-07-08 15:09

【摘要】：近年来我国自主研发的北斗卫星导航系统也得到了快速的发展且已逐渐投入使用。圆极化信号能有效消除多径效应以及克服法拉第旋转,故圆极化天线非常适合北斗卫星导航系统。具有宽波束特性的天线能接收到更多的卫星信号,弥补已发射的北斗卫星数量不足且分布零散的缺陷,从而提高定位的稳定性。因此,天线的宽波束圆极化技术是北斗导航天线研究中的重点课题之一。论文以北斗导航天线为研究目标,采用圆极化微带天线形式,主要研究宽波束北斗导航天线的设计方法,具体设计了两款宽波束北斗导航天线。论文的主要研究工作可概括为以下几个方面:1.设计了宽波束北斗导航天线Ⅰ。在圆极化微带天线的四周加载与地板短接的导体壁以展宽天线波束宽度,并切除导体壁中间电流较弱的部分以增加天线效率。所设计的天线具有良好的宽波束与圆极化特性。仿真结果表明,所设计天线的3dB轴比带宽覆盖了北斗B1频段(1561MHz?8MHz)且在中心频率1.561GHz处,天线E面和H面的半功率波束宽度分别为112~?(7)-57~?(25)55~?(8)和111~?(7)-57~?(25)54~?(8)。对比圆极化微带天线,该天线波束宽度展宽了42%以上。按照天线的仿真模型,加工制作了天线实验模型,并进行了测量,实测结果与仿真结果较为吻合。2.设计了基于寄生结构的宽波束北斗导航天线Ⅱ。采用加载寄生引向环与寄生单极子阵的方式展宽圆极化微带天线波束宽度。仿真结果表明,所设计天线的3dB轴比带宽覆盖了北斗B1频段(1561MHz?8MHz)且在中心频率1.561GHz处,天线E面和H面的半功率波束宽度分别为127~?(7)-65~?(25)62~?(8)和127~?(7)-62~?(25)65~?(8),仰角10~?处天线增益值-1.5dBic,天线效率约为83%。按照天线的仿真模型,加工制作了天线实验模型,并进行了测量,实测结果与仿真结果较为吻合。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN965.2
【图文】：

并采用多层堆叠技术实现多频段，天线结构如图 1.4 所示，天线在 GPS 的 L1 频段(1575.42MHz 1.023MHz)与 L2 频段(1227.6MHz 10.23MHz)圆极化性能良好。图1.2 文献[6]中的天线

第一章 绪论3图1.3 文献[7]中的天线图1.4 文献[8]中的天线1.2.2 十字交叉振子天线十字交叉振子天线是由两个形式相同且相互正交的对称振子构成的天线，其对称振子上的激励电流幅度相等，相位相差 / 2，通过改变两振子之间的相对长度和形状来实现圆极化。十字交叉振子天线结构简单，易加工，但其工作带宽相对较窄。文献[3]中设计了一种工作在北斗 S 波段(2491.75MHz 4.08MHz)的十字交叉振子天线，通过将振子臂的末端向下弯折来增加天线的低仰角增益，展宽天线的波束。该天线结构如图 1.5 所示。十字交叉偶极子天线虽然容易实现圆极化，但相较于微带天线，由于其地板与振子之间需要相隔一定距离

3图1.3 文献[7]中的天线图1.4 文献[8]中的天线1.2.2 十字交叉振子天线十字交叉振子天线是由两个形式相同且相互正交的对称振子构成的天线，其对称振子上的激励电流幅度相等，相位相差 / 2，通过改变两振子之间的相对长度和形状来实现圆极化。十字交叉振子天线结构简单，易加工，但其工作带宽相对较窄。文献[3]中设计了一种工作在北斗 S 波段(2491.75MHz 4.08MHz)的十字交叉振子天线，通过将振子臂的末端向下弯折来增加天线的低仰角增益，展宽天线的波束。该天线结构如图 1.5 所示。十字交叉偶极子天线虽然容易实现圆极化，但相较于微带天线，由于其地板与振子之间需要相隔一定距离

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本文编号：2746699