卫通卫导一体化天线

摘要

卫星通信导航设备逐渐向多功能发展，多功能会导致天线数量的增加，设备在实现多功能的同时如何满足小型化是现在研究的难题。本文针对卫星通信导航的需求，设计了一款用于移动通信和卫星导航定位功能的双系统天线阵。该天线阵高度集成了多个天线模块，包含卫通相控阵列天线、B3抗干扰阵列天线、RDSS接收抗干扰天线，能实现基于移动通信的话音、短信、高速数据通信功能、卫星导航定位功能、RDSS报文通信功能和抗干扰功能。主要内容研究如下： 为了实现整体系统的小型化和多功能，必须舍弃简单的物理叠加设计理念，而采用一体化、高集成度的设计方法。本文设计了一个卫通四单元相控阵和一个卫通八单元相控阵天线，通过对卫通天线和S天线叠层设计尽量减少天线数量，合理的选取上中下各层板材介电常数改善天线低仰角扫描特性，双探针馈电技术的引入提高了天线圆极化带宽，经实物测试天线在1.98GHz~2.01GHz和2.17GHz~2.2GHz频率范围内波束宽度30°以内增益大于12dBi，驻波小于2.0，轴比小于3dB。 其次本文还设计了两款抗干扰阵列天线：B3抗干扰阵列天线和RDSS接收阵列天线，B3阵列天线在工作频段内轴向增益达到了10dBi，驻波小于1.5，轴比小于3dB；RDSS接收天线阵通过开槽和切角技术实现左旋圆极化辐射，天线在工作频率内轴向增益达到10dBi，驻波小于2.0，轴比低于3dB。 将三种天线、16个天线单元高度集成在一个较小的天线系统中，由于天线种类复杂、数量多且覆盖频段相对集中，天线之间的互耦严重，本文采用了以下方法减少天线互耦。在设计左旋圆极化卫通阵列天线时将中间四个阵元天线和右旋圆极化RDSS接收天线进行叠层设计，利用两个天线相反的极化特性叠层设计使RDSS天线与卫通天线隔离度大于26dB，RDSS天线与B3天线隔离度大于31dB；RDSS接收天线的探针在穿过卫通天线的介质衬体时，通过在探针的四周增加与地短路的内壁金属化过孔，将卫通天线与RDSS天线的隔离度提高了3.4dB左右；通过在B3天线辐射体的四周增加金属电壁，使B3天线之间的隔离度提高了3dB。对各系统所需天线单元进行合理布局，使各天线独立工作，实现天线一体化。 本文设计的卫通卫导一体化天线同时兼顾了移动通信和卫星定位导航功能，在卫星导航通信领域中有一定的应用价值，对阵列天线实现宽波束和天线去耦合方向提供了设计思路。

目录

第一个书签之前

摘要

ABSTRACT

插图索引

表格索引

符号对照表

缩略语对照表

第一章绪论

1.1引言

1.2国内外卫星天线发展

1.3本文的内容安排

第二章天线基本理论

2.1引言

2.2天线基本参数介绍

2.2.1天线的输入阻抗

2.2.2电压驻波比

2.2.3天线的方向系数和增益

2.2.4天线的极化方式

2.3微带天线理论和设计技术

2.4微带天线的馈电方法

2.5圆极化天线

2.6阵列天线

2.6.1阵列天线的工作原理

2.6.2阵列天线的分类

2.6.3阵列天线的波束扫描原理

2.7阵列单元互耦和分析方法

2.8本章小结

第三章卫星通信相控阵天线

3.1引言

3.2单元天线设计

3.3单元天线的馈电网络设计

3.4卫通四单元相控阵设计

3.5卫通八单元相控阵设计

3.6实物测试

3.7本章小结

第四章两种抗干扰天线阵

4.1引言

4.2B3抗干扰天线设计

4.2.1天线尺寸设计分析

4.2.2B3天线单元设计

4.2.3B3接收天线阵列

4.2.4实物测试

4.3RDSS接收天线阵设计

4.3.1RDSS接收天线单元

4.3.2RDSS接收天线阵

4.3.3实物测试

4.4本章小结

第五章天线的互耦性分析

5.1卫通卫导一体化天线阵

5.2天线阵的优化

5.2.1RDSS天线和B3天线隔离度优化

5.2.2卫通天线和RDSS天线隔离度优化

5.2.3隔离度的进一步优化

5.3实物测试

5.4本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

作者简介

1.基本情况

2.教育背景

3.攻读硕士学位期间的研究成果

3.1发表学术论文