【摘 要】
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罗兰-C系统是使用最广泛的陆基无线电导航系统之一,常用于定位、导航和授时（Positioning Navigation and Timing,PNT）等领域。罗兰-C接收机是实现罗兰-C导航的终端设备,其性能提高对整个系统的推广和应用具有重要意义。天线是罗兰-C接收机的重要组成部分,其中磁天线因具有体积小、灵敏度高、宽带宽等特性使其成为罗兰-C接收机天线的主流。本文围绕罗兰-C磁天线的高灵敏度、高
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罗兰-C系统是使用最广泛的陆基无线电导航系统之一,常用于定位、导航和授时（Positioning Navigation and Timing,PNT）等领域。罗兰-C接收机是实现罗兰-C导航的终端设备,其性能提高对整个系统的推广和应用具有重要意义。天线是罗兰-C接收机的重要组成部分,其中磁天线因具有体积小、灵敏度高、宽带宽等特性使其成为罗兰-C接收机天线的主流。本文围绕罗兰-C磁天线的高灵敏度、高信噪比和展宽带宽方面展开研究,主要工作内容如下:（1）从磁天线的原理出发,选择适用于罗兰-C信号频率及带宽的性能最佳的磁芯。通过对比磁性材料的居里温度、磁化特性和频率应用范围选择MnZn铁氧体作为罗兰-C磁天线的磁芯;通过对磁芯的损耗和圆柱形磁芯的有效磁导率仿真分析,最终确定了所设计的罗兰-C磁天线磁芯的有效磁导率和长径比范围。（2）对不同结构的磁天线的方向图进行了仿真,结果表明,“十”字交叉环路磁天线的方向图优于单一回路磁天线;通过对磁天线的参数和性能研究,提出一种顺串联多层线圈磁天线,使得磁天线的灵敏度提高2～3dB,信噪比提升2～6dB;提出一种磁负反馈磁天线,使得罗兰-C磁天线在感应电压不降低的情况下3dB带宽展宽至90～110kHz,并且在谐振频率处相位的线性范围明显增大。（3）对应用于罗兰-C磁天线的信号调理电路进行了硬件电路设计。仿真了增益电阻对低噪声放大电路输出噪声的影响,为了减小输出噪声,设计了增益分别为40dB和20dB的两级低噪声放大电路;仿真了 Q值为5、8、10的带通滤波电路的系统特性曲线,并根据仿真结果设计了 Q值为5,通频带宽为90～110kHz的带通滤波电路;对信号调理电路进行了调试和功能实现。（4）制作并调谐罗兰-C磁天线,磁天线整体体积为200×200×100mm3。将罗兰-C磁天线进行远场测试,接收到的罗兰-C信号的台站脉冲组清晰,信号完整度较高,信号最大输出电压为1.96V,灵敏度提升2.32dB,信噪比为29.76dB,信噪比提升4.26dB带宽为90～110kHz,满足罗兰-C信号的带宽。
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