卫星导航系统终端天线及弹载微带共形阵研究

摘要

论文结合科研项目进行选题研究,文中讨论了卫星导航系统终端天线及弹载微带共形阵的设计方法,主要研究工作分为三个部分:1.研制了北斗一号卫星终端天线的工程样机；2.仿真设计了北斗二号与GPS双模卫星终端天线；3.研制了弹载S波段遥测共形阵天线及弹载GPS共形阵天线的工程样机。主要内容概括如下:
　　 首先,以北斗一号卫星终端天线的工程要求为研究背景,结合四臂螺旋天线相关理论,采用组合式印制四臂螺旋天线的结构形式,设计了北斗一号卫星终端天线。在此基础上,研制了该组合式天线的实验样机,并对其电性能进行了测量。测量结果表明,该天线在发射与接收工作频段电压驻波比均小于1.5,馈电端口间隔离度大于30dB；圆极化性能良好,轴比小于3dB；方向图半功率波瓣宽度达到1200以上,实现了上半空间宽波束覆盖,保证了低仰角高增益的要求。并且,测量结果与仿真结果吻合良好,证明了此设计方法的可行性和有效性。
　　 其次,根据天线的技术指标要求,采用十字缝隙耦合馈电的微带天线形式,设计了北斗二号与GPS双模卫星终端天线。为了有效地抑制多径效应,设计了一种扼流圈,将天线整体安装于扼流圈之上。设计了分路器,以便于将天线接收到的宽带信号分为两路信号。采用Ansoft HFSS软件对其进行了建模仿真与分析,仿真结果表明该天线在北斗二号B1、B2、B3与GPS L1、L2工作频段电压驻波比均小于1.5,轴比小于3dB,±50°波瓣宽度内相位中心稳定性小于2mm。因此,所设计的天线满足技术指标要求,具有一定的工程应用价值。
　　 然后,在微带共形阵天线相关理论的基础上,设计了弹载S波段遥测共形阵天线及弹载GPS共形阵天线。研制了天线的实验样机,并对其电性能进行了测量。测量结果表明,这两种共形阵天线均可满足H面全向辐射的设计要求。可见,文中提出的设计方法对工程应用具有一定的实用价值。
　　 论文最后的研究课题是超宽带天线的设计。研制了两种超宽带平面单极子天线的实验样机,并对其电性能进行了测量。测量结果表明,这两种天线均可满足室内超宽带无线通信系统终端天线的性能要求。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

§1.1卫星导航系统

§1.2卫星终端天线性能要求

§1.3卫星终端天线研究现状与发展

§1.4选题背景及意义

§1.5本文主要工作和内容安排

第二章 相关理论概述

§2.1引言

§2.2四臂螺旋天线相关理论

§2.3天线相位中心相关理论

§2.4圆柱微带共形阵场分析

第三章 北斗一号卫星终端天线设计

§3.1引言

§3.2北斗一号卫星终端天线设计

§3.3北斗一号卫星终端天线测试

第四章 北斗二号与GPS双模卫星终端天线设计

§4.1引言

§4.2北斗二号与GPS双模卫星终端天线设计

§4.3北斗二号与GPS双模卫星终端天线仿真分析

第五章 弹载遥测及GPS共形阵设计

§5.1引言

§5.2弹载S波段遥测共形阵设计

§5.3弹载GPS共形阵设计

第六章 超宽带平面单极子天线设计

§6.1引言

§6.2小型化超宽带平面单极子天线设计

§6.3双陷波超宽带平面单极子天线设计

第七章 结束语

§7.1论文研究的主要成果

§7.2需要进一步研究的问题

致谢

参考文献

研究成果