一种BDII/GPS抗干扰环带天线设计

发布时间：2021-04-12 00:12

　　针对载体旋转状态下的连续导航抗干扰应用场景,实现了一种BDII双通道及GPS单通道环带有源天线,具备BD导航信号窄带抗干扰,以及GPS导航信号接收。半柔性天线通过均匀分布的螺钉紧固在柱状金属桶上实现共形。通过表面涂敷薄层耐高温材料,实现了天线加固及隔热。三路无源环带天线分别采用通过8个单元微带合成,以最大程度减小径向增益均匀性;合成信号分别经过独立的低噪声放大器及下变频接收机实现导航定位;在此基础上,下变频接收机中针对旋转特性对晶振进行了加速度降敏设计,以减小参考源频率漂移。对天线进行了实际测试,结果表明,该天线在1 268.52MHz中心频率实现了±12MHz的3dB带宽;在1 575.42MHz中心频率实现了±2MHz的3dB带宽;3Hz旋转时接收卫星信号定位稳定,两种导航信号信噪比均大于42dB。 

【文章来源】：雷达科学与技术. 2020,18(02)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

环带天线整体布局

天线通过均匀分布在整个圆周径向的8个全等单元合成，以改善环带天线的不圆度；为了实现与飞行器外表面共形，同时尽量不破坏其外形结构，采用了平面侧馈以及微带合成的方式，每一个环带天线最终合成输出，3个环带共需在飞行器径向圆周开3个输出孔输出导航信号至接收机，实现方式如图2所示。仿真表明，8天线单元合成径向方向图在1.268GHz处方向图的波动小于2dB,1.575GHz处的波动小于2.2dB。根据实际测量，GPS和BD导航信号到达天线口面的信号强度为-125dBm，接收机灵敏度为-133dBm，到达地面的信号强度有一定的功率余量。考虑到实现时透波材料衰减及介质损耗，天线设计仍有一定余量。多天线布局状态下，天线阵的径向辐射增益有所下降。天线径向为接近全向图，轴向为呈对称倒8字形。

式中，c为光速，f0为谐振频率。由于GPS频率高于BDII，因此GPS阵元小于BDII阵元；针对具体位置不同的3个环带分别进行了仿真，图3、图4、图5为边缘B3环带仿真结果，图6、图7、图8为中间B3环带仿真结果，图9、图10、图11为GPS环带仿真与测试结果对比，其中实线为仿真，虚线为测试结果。图3所示是边缘环带，中心频率为1 268.52GHz，方位角为0°时的增益方向图。从图3可以看出，俯仰角为45°处的增益为-0.627dB，俯仰角为90°处的增益为-1.342dB。

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种双环型宽频印制微带天线的设计与仿真[J]. 张辉,石树正,徐方良,胡磊,高翔,王二伟,温涛,丑修建.  固体电子学研究与进展. 2017(04)
[2]稀疏共形阵列天线方向图综合[J]. 李龙军,王布宏,夏春和.  电子学报. 2017(01)
[3]电小尺寸锥台上单馈圆极化共形导航天线阵设计[J]. 姜永金,于家傲,李有权,鞠志忠.  微波学报. 2015(06)
[4]耐高温卫星导航天线[J]. 刘胤廷,张书义,石丹,沈远茂,高攸纲.  电波科学学报. 2016(02)
[5]大口径高精度航管雷达天线结构设计与应用[J]. 牛忠文,任翠锋,鞠金山,王亚峰.  雷达科学与技术. 2015(01)



本文编号：3132222