论文部分内容阅读
卫星导航系统为人们提供全天候、高精度和实时的导航、定位和授时信息。天线性能关乎卫星导航系统的有效性、准确性和整体性。目前对于卫星导航天线的研究,主要集中在多频兼容、圆极化技术、宽频技术等领域,对于多模兼容高精度定位卫星天线的研究相对较少。导航系统越来越多元化,导航资源越来越丰富的基础上,进行多模兼容高精度定位卫星天线研究是非常必要的。 本文主要针对卫星导航系统发展的应用需求,进行多频多模兼容技术研究,设计了多款结构新颖、性能优越、适用于高精度定位卫星导航系统的终端天线。本文研究主要分以下三个方面: 第一部分设计了两款双箭头锚式结构加载的双频卫星天线。首先提出新颖的双箭头锚式结构,其内外箭头的变化,均能改善天线的谐振特性。接着将双箭头锚式结构闭合加载到方形辐射贴片的四个角落,形成锚式谐振腔,方形辐射贴片谐振于低频北斗B3频段,锚式谐振腔谐振于高频北斗S频段,由此获得双箭头锚式谐振腔加载的B3/S双频北斗卫星天线。然后将双箭头锚式结构内移,嵌入方形辐射贴片的四个角部,且只有外箭头与方形辐射贴片相连,内箭头开路,由此形成双箭头锚式枝节加载的B3/L1双模卫星导航天线,通过控制双箭头枝节的长度、宽度以及双箭头锚式枝节与方形辐射贴片之间的缝隙宽度,来获得良好的北斗/GPS双模兼容卫星导航天线的设计。 第二部分设计了基于L形缝隙的T形平衡加载的B1/L1宽频卫星天线。该设计以圆形辐射贴片为原型,通过螺旋加载L形缝隙,实现天线的小型化,接着为了提高天线的几何对称性,将旋转对称加载的L形缝隙改进成轴对称加载的L形缝隙结构,并将天线组成二元阵列,由此获得基于轴对称L形缝隙加载的弧状T形二元阵列天线。然后在轴对称L形缝隙中间加载T形枝节,实现增益的提升,最终获得T形枝节加载的二元阵列天线,天线能够覆盖B1/L1双频段,各项性能较优。 第三部分设计了一款背向中心对称正交三叉树偶极天线。该设计将简单的微带单极子结构改进成三叉树结构,在三个臂顶部依次加载圆形、三角形、方形结构,实现电流路径的增大,将两个三叉树单极子正交放置,并采用弧形枝节连接,获得正交三叉树单极子,接着将两个背向中心对称的正交三叉树单极子分别放置在介质基板的上下表面,形成三叉树正交偶极子天线,最后在天线背部加载反射腔,改善天线的增益性能和极化性能,最终实现宽频圆极化卫星天线设计,能够覆盖多个卫星导航系统。