小型化多频段圆极化北斗天线的设计

发布时间：2017-11-07 07:28

  本文关键词：小型化多频段圆极化北斗天线的设计

  更多相关文章： 北斗系统 微带天线 圆极化 多频段 小型化 CSRR结构

【摘要】：随着北斗卫星导航系统建设的逐步推进,对用户终端设备的需求也越来越广泛。考虑到终端设备的便携性要求、卫星信号的圆极化特性和北斗系统多频段传输信号的特点,便携式终端设备的天线也应具有小型化、多频段和圆极化的特点。因此在北斗用户终端设备中小型化多频段圆极化天线占有非常重要的地位,加强对小型化多频段圆极化北斗天线的研究势在必行。本文在分析比较目前典型的小型化、多频段和圆极化微带天线设计方法的基础上,完成了两款小型化多频段圆极化北斗终端微带天线的设计。设计了覆盖BDS-2 B1、BDS-1 L和S三个频段、具有两个独立的馈电点和三层贴片层叠结构的天线。通过在天线的正方形贴片上切角实现圆极化,在传统馈电方式的基础上使用两个独立的馈电点来实现双圆极化,并且引入了金属化通孔来增大共地端口的隔离度,通过在正方形贴片四边的中心位置开等长度的细缝来实现小型化。文中分析了天线结构的设计过程,仿真分析了天线主要结构参数对天线性能的影响,根据分析结论并通过仿真优化确定了天线结构参数的最佳值。天线的最终尺寸为50 mm×50 mm×4.8 mm(0.26λ×0.26λ×0.025λ),与同类天线相比,不仅覆盖了北斗系统导航定位和短报文通信的三个频段,而且天线体积显著减小,另外天线结构简单,加工和材料成本较低。根据仿真结构,对天线进行了加工并测试。仿真与测试结果表明天线在各个频段的各项指标均基本满足北斗终端设备对天线性能的要求。设计了覆盖BDS-2 B1和B3两个频段,具有单个馈电点和双层贴片层叠结构的天线。天线通过在圆形贴片上开不同长度的缝隙引入微扰的方式实现圆极化,同时引入了CSRR结构进一步减小了天线的体积。天线的最终尺寸为60 mm×60 mm×5.8 mm(0.254λ×0.254λ×0.025λ),与同类天线相比,不仅覆盖了北斗系统导航定位的两个频段,而且天线体积显著减小。仿真与测试结果表明天线在每个频段都具有良好的阻抗匹配特性,天线的轴比和增益均基本满足设计的指标要求。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN965.2

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本文编号：1151456