用于全球卫星定位系统的三频微带天线

【摘要】：三频GPS高性能新型天线的研发已经成为国内外专家学者中研究的热点课题之一。本文介绍了微带天线以及GPS微带天线的发展和研究现状,综述了圆极化、小型化、多频宽带微带天线的理论和发展,从理论上对切角型GPS天线、微带功分器、正交混合网络、天线抑径板和抑径圈进行了分析。 在上述工作的基础上,首先提出了一种新型的三频段GPS天线。该天线由三层贴片组成,由正交混合网络进行馈电来实现天线的圆极化。仿真结果表明天线有良好的阻抗匹配特性。此外,天线的波束宽度和圆极化性能满足指标要求。 其次对设计的天线进行了结构的简化和小型化设计。将天线的三层贴片缩减为两层,使得双频GPS天线实现三频工作状态。在不影响天线性能的条件下,通过提高天线介质基板的介电常数,缩小天线尺寸近50%。制作了带正交混合网络的GPS天线样品,实测结果验证了仿真设计的正确性。 最后针对天线辐射方向图后瓣较大的缺点,对天线地板进行了改造和设计来提高天线的抗多径能力。仿真结果表明天线地板涂覆吸波材料;天线抑径板、抑径圈结构都能够起到抑制后瓣的作用,并且有着各自的优缺点。