【摘要】：近年來,隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展,全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)建設(shè)的逐步改善,衛(wèi)星導航系統(tǒng)在軍事和民用領(lǐng)域中發(fā)揮了重要作用。其中投入使用階段且高速發(fā)展的我國自主研發(fā)的衛(wèi)星導航系統(tǒng),北斗定位導航系統(tǒng)在各方面都有廣泛的應(yīng)用。考慮到衛(wèi)星通信技術(shù)的發(fā)展和北斗衛(wèi)星信號的多頻段、圓極化特性,對于多頻段、圓極化以及集成化的北斗天線設(shè)計具有重要的研究意義。本文首先闡述了微帶天線的相關(guān)基礎(chǔ)知識、工作參數(shù)及實現(xiàn)圓極化天線的方式,然后給出北斗圓極化天線的主要性能參數(shù)、設(shè)計指標等,最終以微帶圓極化天線為基礎(chǔ),研究設(shè)計了低剖面、小型化的北斗天線。其次本文設(shè)計了覆蓋BDS-2 B1和B3頻段的天線,分別利用圓形貼片開環(huán)槽、十字交叉槽及電磁耦合饋電方式和方形貼片對角切角及單個同軸饋電方式來實現(xiàn)。文中給出了天線設(shè)計過程中相關(guān)參數(shù)的改變對天線性能的影響,依據(jù)理論分析和仿真優(yōu)化確定天線參數(shù)的最佳值。這兩款雙層雙頻圓極化天線尺寸相近,其中單饋雙頻圓極化天線實測在1.25GHz-1.3GHz和1.53GHz-1.57GHz頻率范圍內(nèi)反射系數(shù)小于-10dB,中心軸比小于3dB,輻射方向圖較好,交叉極化比高于16dB。單元天線組陣可以形成某種所需功能應(yīng)用的陣列天線,其在衛(wèi)星定位系統(tǒng)的接收機模塊承擔重要的角色。最后本文設(shè)計用于B1頻段的單元天線,其模型是在第四章圓極化天線結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上對貼片開設(shè) U 型槽,實現(xiàn)了更小尺寸的陣元天線,將4個單元組成方形平面的陣列,利用多節(jié)一分二T形功分器,采用非輻射邊饋電的方式實現(xiàn)天線寬頻帶內(nèi)的圓極化特性。圓極化陣列天線仿真結(jié)果表明,在1.51GHz-1.6GHz頻率范圍內(nèi)反射系數(shù)小于-10dB,主軸方向軸比小于3dB,且軸比小于3dB的角度范圍達到84°,E面增益最大可達5.48dB,雖然天線實測E面產(chǎn)生高達-13.6dB的旁瓣,H面最大輻射方向圖偏離中心軸3°,但是天線整體輻射變化趨勢與仿真結(jié)果基本吻合。
【學位授予單位】：南京信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN967.1
【圖文】：

取得優(yōu)異成果后進入快速發(fā)展；２０１１年１２月我國北斗二代衛(wèi)星導航系統(tǒng)正式面向亞太逡逑大部分地區(qū)提供服務(wù)；２０２０年之后將建成北斗三代，衛(wèi)星導航系統(tǒng)逐漸完善。逡逑北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶端三部分組成［２］，如圖１．１所示。其中逡逑空間段是采用地球同步軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和中圓地球軌道衛(wèi)星組成的混逡逑合導航星座；地面段包含監(jiān)控站、主控站和注入站等若干地面站；用戶端包括各種北斗逡逑兼容其他系統(tǒng)的用戶終端設(shè)備。北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)免費向亞太地區(qū)提供定位精度１０米，逡逑１逡逑

在此基礎(chǔ)上，四臂螺旋天線［４，５］結(jié)構(gòu)為等幅正交的四根螺旋饋線，其能夠獲得較好的阻逡逑抗帶寬、高前后比、對稱的心形方向圖等圓極化特性［６］。文獻［７］中介紹了一款工作在逡逑ＧＰＳ邋Ｌ１頻段上加載介質(zhì)的四臂螺旋天線，其結(jié)構(gòu)如圖１．２所示。纏繞的螺旋饋線結(jié)構(gòu)逡逑能夠減小天線的體積，并將能量耦合到介質(zhì)內(nèi)，還能減小外界空間對天線的干擾。而且逡逑該天線是利用巴倫結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)匹配，使得放置于空間的任意功能天線不會造成相互輻射逡逑影響。逡逑．４５－邐｛１８０＋４５，逡逑？￣￣必yU一邋ｒａｄｉａｔ＾ｎ邋ｓｅｃｔｉｏｎ逡逑■？邐ｂａｌｕｎ邋ｓｔｅｃｖｄ逡逑圖１．２加載高介電介質(zhì)的四臂螺旋天線逡逑如圖１．３所示，文獻［８］中Ｌａｍｅｎｓｄｏｒｆ設(shè)計的雙頻四臂螺旋天線結(jié)構(gòu)，結(jié)合了集總逡逑元件和四個長度為一個波長的螺旋線，在適當?shù)牡胤綌嚅_螺旋線，然后用一個ＬＣ并聯(lián)逡逑諧振的電子器件分別連接斷開的上下兩部分，通過調(diào)節(jié)并聯(lián)諧振回路的狀態(tài)來實現(xiàn)天線逡逑的雙頻特性。逡逑ｆｅｅｄ邋Ｕ逡逑圖１．３雙頻四臂螺旋天線逡逑３逡逑

【參考文獻】

相關(guān)碩士學位論文 前8條

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2 劉志剛;北斗導航系統(tǒng)多制式終端微帶天線研究與設(shè)計[D];華東師范大學;2014年

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5 陳月盈;寬帶/雙頻雙圓極化微帶天線設(shè)計[D];西安電子科技大學;2012年

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本文編號：2732756