用于BD2衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的收發(fā)一體終端天線研究.pdf

1、隨著衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的快速發(fā)展,很多科研大國(guó)都開(kāi)始大力發(fā)展自己的導(dǎo)航系統(tǒng)。目前,中國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)也在逐步利用衛(wèi)星向部分地區(qū)以及全球用戶提供高質(zhì)量的導(dǎo)航、定位與授時(shí)服務(wù)。而收發(fā)一體終端天線是衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的重要組成部分,在一定程度上決定了衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的工作性能。因此,研究一種結(jié)構(gòu)尺寸小、圓極化比較好、增益比較高的收發(fā)一體終端天線具有極其重大的應(yīng)用價(jià)值與現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本論文結(jié)合北斗衛(wèi)星導(dǎo)航終端天線的設(shè)計(jì)指標(biāo),并依托本課題組承擔(dān)的

2、科研項(xiàng)目進(jìn)行研究與設(shè)計(jì),主要研究工作在微帶天線的電磁理論基礎(chǔ)上,仿真設(shè)計(jì)了應(yīng)用于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的三款單層收發(fā)一體的衛(wèi)星終端天線以及一款多層貼片結(jié)構(gòu)的收發(fā)一體衛(wèi)星終端天線。其中,單層收發(fā)一體的衛(wèi)星終端天線分別采用了多L型縫隙陣列結(jié)構(gòu)、寄生單元加載技術(shù)以及雙饋電的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)我國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)收發(fā)工作頻段,其發(fā)射頻率工作于L頻段:1610-1626.5 MHz,此頻段采用左旋圓極化;其接收頻率工作于S頻段:2483.5-2500 MHz

3、,此頻段采用右旋圓極化。而多層貼片結(jié)構(gòu)天線的上下兩層分別采用了互補(bǔ)金屬開(kāi)口諧振環(huán)(CSRR)結(jié)構(gòu)加載技術(shù)、分形技術(shù)以及雙饋技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)運(yùn)用傳輸線或腔體模型理論分別對(duì)天線結(jié)構(gòu)進(jìn)行理論分析,并仿真優(yōu)化了天線的電磁參數(shù),如:回波損耗、軸比圖以及方向性增益圖等。所有結(jié)果表明,論文提出的技術(shù)與方法對(duì)天線的小型化、多頻段、圓極化以及較高的低仰角增益都有很好的提升效果。
　　 最后,在對(duì)系列天線結(jié)構(gòu)完成優(yōu)化設(shè)計(jì)后,對(duì)其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了樣品加

4、工,完成了電磁參數(shù)測(cè)試以及系統(tǒng)整機(jī)測(cè)試。電磁參數(shù)測(cè)試結(jié)果表明,本文所設(shè)計(jì)的天線在L頻段(發(fā)射頻段)和S頻段(接收頻段)的回波損耗系數(shù)都小于-10 dB,最大方向增益大于2.5 dB,圓極化軸比小于3 dB,并且其測(cè)量結(jié)果與模擬仿真設(shè)計(jì)結(jié)果基本一樣。同時(shí)整機(jī)測(cè)試結(jié)果表明,本文中所設(shè)計(jì)的天線都能匹配于專(zhuān)項(xiàng)任務(wù)中的北斗衛(wèi)星手持式接收機(jī)樣機(jī),并能準(zhǔn)確地定位測(cè)試地點(diǎn)的坐標(biāo)。理論及實(shí)際測(cè)試結(jié)果表明我們提出的設(shè)計(jì)方案及提升天線性能的系列措施是有效可行