基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)寬帶天線設(shè)計.pdf

1、北斗二代導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自主研發(fā)的導(dǎo)航系統(tǒng)，共有三個頻段(1207.14±10.23MHz、1268.52±10.23MHz和1561.098±2.046MHz)，其極化方式均為右旋圓極化。天線作為北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的終端器件，負責(zé)發(fā)射和接收電磁波信號，其性能好壞直接影響整個系統(tǒng)的通信質(zhì)量，因此，研究能夠覆蓋北斗二代所有頻段、性能良好的寬帶圓極化天線具有十分重要的意義。在導(dǎo)航天線的設(shè)計過程中，除了可以通過改變天線自身結(jié)構(gòu)的方法來提升天線的性能之

2、外，還可以通過加載外部結(jié)構(gòu)來對其進行優(yōu)化設(shè)計。由于將電磁帶隙結(jié)構(gòu)(EBG)運用到天線上可以降低表面波在襯底邊緣產(chǎn)生的旁瓣和后瓣電平、增加天線的前后輻射比、改善天線方向圖、提高天線增益。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴設(shè)計了一款應(yīng)用于北斗二代導(dǎo)航系統(tǒng)頻段的多頻電磁帶隙結(jié)構(gòu)。通過在蘑菇型電磁帶隙結(jié)構(gòu)的貼片上開凹槽的方法實現(xiàn)了多頻阻帶特性，并利用懸置微帶線法對該結(jié)構(gòu)進行了測試和驗證。測試結(jié)果表明，該結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出三個不同的阻帶，分別是1.15～

3、1.29GHz、1.38～1.45GHz和1.5～1.655GHz，其中，第一阻帶和第三阻帶共同覆蓋了北斗二代導(dǎo)航系統(tǒng)的三個頻段，完成了預(yù)期要求。⑵設(shè)計了一款共面波導(dǎo)饋電的微帶圓極化天線。通過在矩形寬槽天線上加載十字枝節(jié)和開T形縫隙的方法實現(xiàn)寬頻圓極化，經(jīng)過理論計算和大量參數(shù)調(diào)試，得到天線的性能指標(biāo)為:中心頻率1.4GHz，阻抗帶寬約為630MHz，阻抗相對帶寬約為45％;3dB軸比帶寬約為450MHz，3dB軸比相對帶寬約為32％;最

4、大增益為2.04dBi;交叉極化鑒別率約為-35dB。該天線覆蓋了北斗二代導(dǎo)航系統(tǒng)的全部三個頻段，最終達到了設(shè)計要求。⑶設(shè)計了一款縫隙耦合饋電的寬頻圓極化天線。首先設(shè)計了一款移相90度的寬頻移相網(wǎng)絡(luò)，然后通過縫隙耦合的方式給上方兩層圓形輻射貼片饋電。該天線的中心頻率為1.35GHz，阻抗帶寬約為550MHz，軸比在1.16GHz到1.62GHz頻段內(nèi)均小于3dB，最大增益為5.4dBi，交叉極化鑒別率約為-20dB，實現(xiàn)了覆蓋北斗二代導(dǎo)