多頻段圓極化北斗衛(wèi)星導(dǎo)航天線的小型化設(shè)計(jì).pdf

1、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國獨(dú)立創(chuàng)新、自主研發(fā)的全天候衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，位列全球四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)之一。近年來隨著長途運(yùn)輸、船舶、防災(zāi)救災(zāi)等行業(yè)對(duì)位置信息和遠(yuǎn)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(dǎo)航系統(tǒng)，其各類應(yīng)用必將隨之增長，因此設(shè)計(jì)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(shì)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(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一款新型的工作在北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)送短報(bào)文的L(16

2、15MHz)頻段和接收短報(bào)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(shè)計(jì)模式，上層貼片工作在頻率較高的S頻段，采用對(duì)角位置切角引入微擾的方法實(shí)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(jìn)而減小天線的實(shí)際尺寸，同時(shí)利用折線U形槽臂長的非對(duì)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(shí)現(xiàn)了雙圓極化波的輻射。通過實(shí)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(xiàng)指標(biāo)均滿足北斗系統(tǒng)對(duì)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(chǔ)，設(shè)計(jì)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(dǎo)航系統(tǒng)的定位頻段B1(1561MHz)頻段、發(fā)送短報(bào)文的L(1615MHz)頻段和接收短報(bào)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(shè)計(jì)，上層貼片采用矩形貼片開槽的方法

4、，實(shí)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(jìn)行設(shè)計(jì)，以90°折線結(jié)構(gòu)、金屬過孔、貼片中間的非對(duì)稱十字結(jié)構(gòu)以及4個(gè)直角折線槽結(jié)構(gòu)為實(shí)現(xiàn)方法，實(shí)現(xiàn)在北斗系統(tǒng)的B1頻段、S頻段以及GPS的L1頻段實(shí)現(xiàn)右圓極化，使用該方法設(shè)計(jì)的北斗微帶天線能夠有效的減小天線的尺寸且實(shí)現(xiàn)了雙圓極化波的輻射。通過實(shí)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(xiàng)指標(biāo)均滿足北斗系統(tǒng)對(duì)天