多頻段圓極化北斗衛(wèi)星導航天線的小型化設計.pdf

1、北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是我國獨立創(chuàng)新、自主研發(fā)的全天候衛(wèi)星導航系統(tǒng)，位列全球四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)之一。近年來隨著長途運輸、船舶、防災救災等行業(yè)對位置信息和遠距離通信需求的不斷增加，北斗系統(tǒng)作為集定位、通信兩大功能于一體的導航系統(tǒng)，其各類應用必將隨之增長，因此設計出能適用于各類定位類終端的小型化多頻段北斗天線迫在眉睫、勢在必行。
　　本文在介紹了天線小型化、多頻段和圓極化技術(shù)的基礎上，設計了一款新型的工作在北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)發(fā)送短報文的L(16

2、15MHz)頻段和接收短報文的S(2491MHz)頻段的小型化雙頻雙圓極化微帶天線。天線采用雙層貼片層疊結(jié)構(gòu)的設計模式，上層貼片工作在頻率較高的S頻段，采用對角位置切角引入微擾的方法實現(xiàn)右圓極化;下層貼片工作在頻率較低的L頻段，利用開槽技術(shù)使電流路徑變長進而減小天線的實際尺寸，同時利用折線U形槽臂長的非對稱性使之輻射左圓極化波。該結(jié)構(gòu)不僅可以有效地減小了天線尺寸，還實現(xiàn)了雙圓極化波的輻射。通過實物測試表明，天線在L頻段和S頻段具有良好的

3、阻抗特性。仿真結(jié)果也表明，天線極化性能良好，且各項指標均滿足北斗系統(tǒng)對天線性能的要求。
　　再以天線小型化技術(shù)以及混合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)為基礎，設計了一款新型的小型化多頻段雙圓極化北斗天線，該天線能夠覆蓋北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的定位頻段B1(1561MHz)頻段、發(fā)送短報文的L(1615MHz)頻段和接收短報文的S(2491MHz)頻段以及GPS系統(tǒng)的L1(1575MHz)頻段。天線采用雙層貼片層疊結(jié)構(gòu)設計，上層貼片采用矩形貼片開槽的方法

4、，實現(xiàn)在北斗系統(tǒng)的L頻段的左圓極化;下層貼片則利用混合左右手傳輸線結(jié)構(gòu)的多頻段小型化性質(zhì)進行設計，以90°折線結(jié)構(gòu)、金屬過孔、貼片中間的非對稱十字結(jié)構(gòu)以及4個直角折線槽結(jié)構(gòu)為實現(xiàn)方法，實現(xiàn)在北斗系統(tǒng)的B1頻段、S頻段以及GPS的L1頻段實現(xiàn)右圓極化，使用該方法設計的北斗微帶天線能夠有效的減小天線的尺寸且實現(xiàn)了雙圓極化波的輻射。通過實測表明，該天線在各工作頻段具有良好的阻抗特性。仿真結(jié)果也表明該天線極化性能良好，各項指標均滿足北斗系統(tǒng)對天