用于BD-2衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的小型化微帶天線研究.pdf

1、作為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中必不可少的部分,常用的終端天線有十字交叉振子天線、四臂螺旋天線、微帶天線以及螺旋天線。其中,微帶天線以其優(yōu)越的電磁特性、制作簡單、成本低廉而得到越來越多的關(guān)注,并被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星終端設(shè)備中。本論文工作主要針對(duì)目前國內(nèi)外衛(wèi)星終端天線存在的亟待解決問題和BD-2導(dǎo)航系統(tǒng)的性能指標(biāo)要求,設(shè)計(jì)了多款不同系列的微帶終端天線,主要運(yùn)用了加載耦合技術(shù)和特殊結(jié)構(gòu)來獲得小型化微帶天線。
　　 首先,利用加載耦合技術(shù)設(shè)計(jì)了兩款可應(yīng)

2、用于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的小型化微帶天線,其一是利用密堆積PBG結(jié)構(gòu)、耦合腔和縫隙陣來構(gòu)成的正三角形微帶縫隙天線。具體通過在三角形貼片開陣列縫來優(yōu)化天線的輻射特性,在陣列縫的兩端加載耦合腔來改善縫隙陣的同相輻射特性,并通過在接地板加載密堆積PBG結(jié)構(gòu)來減小天線的表面波從而提高天線的增益。此外,論文還深入探討了天線中各結(jié)構(gòu)和材料參數(shù)對(duì)天線關(guān)鍵性能的影響,以及縫隙的長度和縫間距對(duì)天線的方向輻射特性和諧振頻點(diǎn)的影響,最終獲得尺寸為30 mm*30 m

3、m、中心工作頻點(diǎn)為1.6GHz、最大方向增益達(dá)3.12 dB的小型化微帶天線。另一個(gè)則是利用分布加載來構(gòu)成調(diào)頻的四螺旋振子微帶天線,它由四個(gè)相位差90°的螺旋振子相疊加,并且通過分布加載實(shí)現(xiàn)小范圍調(diào)節(jié)天線的工作頻點(diǎn)。正由于四螺旋結(jié)構(gòu)的運(yùn)用,使得該天線在2.5 GHz處的阻抗帶寬達(dá)到25 MHz,且最大方向增益達(dá)到5.6 dB。同樣,論文也深入討論了該四螺旋結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)天線性能的影響,以及如何通過參數(shù)優(yōu)化改善天線性能,從而能更好地滿足北斗衛(wèi)

4、星對(duì)終端天線的要求。
　　 其次,本文設(shè)計(jì)了兩款利用特殊結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)小型化的微帶天線。其一是利用魚鰭陣列分形結(jié)構(gòu)的自相似性,獲得單頻、雙頻或多頻工作的小型化微帶天線,通過靈活調(diào)節(jié)分析魚鰭的級(jí)數(shù)、魚鰭臂的長度和寬度、魚鰭的弧度等參數(shù),可以獲得尺寸為18.75 mm*18.75 mm、工作頻點(diǎn)為2.5 GHz、阻抗帶寬為15 MHz的可用于北斗系統(tǒng)的小型化微帶天線。此外,論文重點(diǎn)分析了討論該款天線的饋電點(diǎn)位置以及魚鰭級(jí)數(shù)等參數(shù)對(duì)天線獲

5、得如何獲得雙頻工作以及它們對(duì)天線雙頻工作的影響。另一個(gè)是利用嵌套環(huán)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)微帶天線的小型化,通過分析環(huán)的數(shù)量、環(huán)的寬度、環(huán)之間的距離等參數(shù),可以得到單諧振頻率、雙頻諧振頻率、多諧振頻率的小型化微帶天線。通過綜合優(yōu)化影響天線性能的參數(shù),獲得了尺寸為25 mm*25 mm的可用于北斗導(dǎo)航收發(fā)系統(tǒng)的小型化雙頻微帶天線。此外,論文還通過深入分析影響天線獲得雙頻以及不同頻比的因素,嘗試新型的天線結(jié)構(gòu)。
　　 綜上所述,針對(duì)BD-2導(dǎo)航系統(tǒng)