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《多模衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、學校代碼10701學號1502120847分類號TN82密級公開西安電子科技大學碩士學位論文多模衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線研究作者姓名：張宇鑫一級學科：電子科學與技術(shù)二級學科：電磁場與微波技術(shù)學位類別：工學碩士指導(dǎo)教師姓名、職稱：龔書喜教授學院：電子工程學院提交日期：2018年6月ResearchofAntennaforMulti-modeSatelliteNavigationSystemAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequireme
2、ntsforthedegreeofMasterinElectromagneticFieldandMicrowaveTechnologyByZhangYuxinSupervisor:GongShuxiTitle:ProfessorJune2018摘要摘要全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)利用衛(wèi)星信號向用戶提供高精度，高效、安全可靠的定位、導(dǎo)航和授時服務(wù)。全球已經(jīng)有多個國家和地區(qū)擁有自主的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，對一個國家來說，擁有自主的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)不僅能夠增強國家的國防力量，更是一個國家經(jīng)濟發(fā)展的助推器，是一個國家綜合國力的體現(xiàn)。幾十年來
3、，隨著空間技術(shù)、無線通訊技術(shù)以及大規(guī)模集成技術(shù)的快速發(fā)展，全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)到達了一個新的高度。為了提高導(dǎo)航定位的精度和可靠性，衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)朝著多系統(tǒng)、多個模式兼容的方向不斷發(fā)展，因此，研究能夠工作在多個衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)頻段的天線具有重大的應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義。微帶天線體積小、質(zhì)量輕，剖面高度低，便于和系統(tǒng)集成，它能夠在特定方向上產(chǎn)生較寬的波束，這些獨特的性質(zhì)使得微帶天線成為衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線的首選。多模衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線要求天線能夠工作在多個導(dǎo)航系統(tǒng)的頻段，頻率范圍為1164MHz-1300MHz和1559MHz
4、-1610MHz，要求天線能夠在上半平面有較寬的波束，產(chǎn)生右旋圓極化輻射。本文首先介紹了微帶天線的基本結(jié)構(gòu)、輻射機理和分析方法，然后研究了微帶天線的寬帶化技術(shù)和圓極化的技術(shù)。在此基礎(chǔ)上利用商業(yè)電磁仿真軟件HFSS設(shè)計了三款適用于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)終端的天線：1.采用雙層層疊微帶輻射貼片結(jié)構(gòu)設(shè)計了一款同軸單饋的雙頻GPS終端天線，上下兩層貼片在GPS的L1頻段和L2頻段產(chǎn)生雙頻輻射，對兩層方形輻射貼片切角形成微繞分離元，以此實現(xiàn)圓極化輻射，天線采用大介電常數(shù)的低溫共燒陶瓷（LTCC）作為介質(zhì)基板，使得天線的尺寸極大程度地
5、縮減以滿足終端設(shè)備對天線小型化的要求。仿真分析結(jié)果顯示，天線在GPS的L1頻段和L2頻段分別有20MHz和18MHz的阻抗帶寬，工作頻段內(nèi)軸比均小于4dB。2.采用雙層圓形貼片的輻射結(jié)構(gòu)設(shè)計了一款四根同軸探針多點饋電的寬帶衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)天線，調(diào)節(jié)輻射貼片的參數(shù)使得兩層貼片的諧振點相互靠近，以此來有效增大天線的頻段寬度，在天線的內(nèi)部，創(chuàng)新性地在同軸探針的頂部添加圓形耦合貼片，采用電磁耦合饋電的方式進一步提高天線的阻抗帶寬。四根饋電探針信號幅度相等并且相位依次滯后o90。整個天線的對稱結(jié)構(gòu)極大地提高了圓極化純度。仿真結(jié)
6、果表明，天線的-10dB阻抗帶寬可達63.4%（1.12GHz-2.16GHz），并且在頻段內(nèi)軸比均小于2.6dB，圓極化性能較好，覆蓋了世界上主要的幾個全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的頻段。3.以基本PIFA（平面倒F天線）結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)設(shè)計了一款結(jié)構(gòu)新穎的寬帶圓極化印刷天線，在PIFA結(jié)構(gòu)原有輻射枝節(jié)的上方添加了另一個枝節(jié)，調(diào)節(jié)枝節(jié)的結(jié)構(gòu)參數(shù)使得兩個枝節(jié)各自的諧振頻率相互靠近，達到展寬帶寬的目的；通過在三角形接地I西安電子科技大學碩士學位論文面的一角添加線形微繞結(jié)構(gòu)來獲得圓極化。天線的工作頻段（1.10GHz-1.72GHz）
7、覆蓋了幾大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的工作頻段，頻段內(nèi)圓極化性能良好，該天線結(jié)構(gòu)簡單，幾何尺寸小于95mm，適用于多模衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)小型終端設(shè)備。關(guān)鍵詞：全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，微帶天線，寬帶圓極化，層疊天線，PIFA天線IIABSTRACTABSTRACTGlobalnavigationsatellitesystemsusesatellitesignalstoprovideuserswithhigh-precision,efficient,safeandreliablepositioning,navigationandtimings
8、ervices.Manycountriesandregionsintheworldhaveautonomoussatellitenavigationandpositioningsystems.Foracountry,havingitsownsatellitenavigationsystemnotonlyenhancesnationaldefensepower,itisal
