基于北斗系統(tǒng)的小型化微帶縫隙天線研究.pdf

1、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，作為中國自主研發(fā)、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是國家正在實(shí)施建設(shè)的重要空間信息基礎(chǔ)設(shè)施，而終端天線作為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中必不可少的部分，其設(shè)計(jì)與制作具有極其重要的意義。目前常用的終端天線有十字交叉振子天線、四臂螺旋天線、微帶天線等，其中微帶天線以其體積小、可共形、設(shè)計(jì)靈活、易于制造、成本低等優(yōu)良性能而被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星導(dǎo)航接收系統(tǒng)中。
　　本論文基于福建省重大科技專項(xiàng)子項(xiàng)目“BD2-RDSS小型化天線”，根據(jù)北斗終端天

2、線的設(shè)計(jì)要求，針對(duì)目前國內(nèi)外北斗二代衛(wèi)星導(dǎo)航終端天線尺寸過大、效率偏低、低仰角增益低、帶寬不足等問題，擬重點(diǎn)解決北斗終端天線的小型化及寬帶化，綜合使用縫隙曲流、分布加載、縫隙耦合及分形等技術(shù)手段，探索用于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的多系列小型化及寬帶化加載天線。本論文設(shè)計(jì)了三個(gè)系列多款小型化北斗終端天線，并使用雕刻機(jī)制作出了天線樣品，通過比較分析仿真與測試結(jié)果，進(jìn)一步改善天線性能。
　　1.H型縫隙圓形微帶貼片系列天線的研究。以小型化和實(shí)現(xiàn)收發(fā)

3、一體為設(shè)計(jì)目標(biāo)，在圓形微帶貼片天線的基礎(chǔ)上加載H型縫隙，利用縫隙的對(duì)偶等效原理及縫隙曲流，實(shí)現(xiàn)了北斗小型化設(shè)計(jì)要求，并通過由H型到類U型縫隙的改進(jìn)型設(shè)計(jì)，使用不對(duì)稱結(jié)構(gòu)的縫隙加載改變其二次模特性，實(shí)現(xiàn)天線小型化設(shè)計(jì)的同時(shí)達(dá)到所需頻率比，實(shí)現(xiàn)了北斗終端天線收發(fā)一體的設(shè)計(jì)要求，并取得了良好的增益特性，實(shí)現(xiàn)了低仰角高增益。
　　2.螺旋縫隙陣三角形微帶貼片系列天線的研究。在基本三角形微帶貼片天線基礎(chǔ)上加載縫隙陣曲流，達(dá)到小型化天線的目的

4、，使得整體尺寸減小39.8％，為了實(shí)現(xiàn)所需頻率比，在縫隙陣基礎(chǔ)上引入折疊螺旋縫隙，從而降低頻率比，實(shí)現(xiàn)收發(fā)一體設(shè)計(jì)要求，同時(shí)帶寬略有增加，能很好的滿足北斗衛(wèi)星終端天線的設(shè)計(jì)要求。
　　3.四臂孔陣系列圓形貼片天線的研究。重點(diǎn)針對(duì)前兩個(gè)系列的帶寬偏窄的問題，對(duì)分形開孔微帶貼片天線進(jìn)行探索，仍選擇圓形貼片為基本單元，在其四周對(duì)稱加載孔洞陣列，并在其孔洞邊緣加載Koch分形，有效拓展了高頻段的帶寬。針對(duì)此結(jié)構(gòu)天線增益的不足，討論了提升天