多频全向GNSS天线的设计

摘要

卫星导航系统在定位导航等方面的应用已经深入人们的日常生产生活，我国也正在大力发展自己的北斗卫星导航系统(CNSS)。为提高定位精度，增加搜星数目，设计多频并覆盖北斗系统频段的卫星导航天线已成为一种趋势。弹载、机载等高速旋转载体以及侦察和干扰卫星导航信号这些特殊应用下的卫星导航天线需要考虑诸多因素，设计难度大，较少报道。
　　论文主要针对应用于卫星导航系统的全向天线进行研究，首先概述了天线设计中的一些基本参数，介绍了与所设计天线相关的单极子和单锥两个简单天线的结构和性质，然后阐述了一种全向圆极化天线的理论依据——环天线-偶极子模型，最后总结了几种常用的全向圆极化天线的设计方法，并以此为基础设计了一款应用于全球导航卫星系统(GNSS)的多频全向弹载天线和两款双频全向圆极化GNSS天线。
　　第一款天线是一个能够覆盖CNSS B3、CNSS B1和全球定位系统(GPS) L1频段的小尺寸全向弹载天线，该天线由单锥天线和T型单极子组成。第二款天线为双频双圆极化全向GNSS天线，低频段GPS L2为右旋，高频段北斗L为左旋，该天线方向图对称性良好，全向圆极化特性良好。第三款天线是在第二款天线的基础上，增加了一个弧形弯折分支臂以产生另一个右旋圆极化波，最终实现双频右旋圆极化。三款天线都进行了详细地优化分析，实物加工并测试，测试结果和仿真结果吻合较好。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 卫星导航系统简介

1．2 研究意义

1．3 卫星导航天线的研究现状

1．4 论文主要内容及章节安排

第二章 天线性能参数

2．1 S参数与VSWR

2．2 阻抗匹配

2．3 方向性系数、效率与增益

2．4 极化和极化损失系数

第三章 全向天线基本理论

3．1 引言

3．2 单极子天线基本理论

3．3 单锥天线基本理论

3．4 全向圆极化技术

3．4．1 圆极化天线阵列实现全向辐射

3．4．2 全向天线实现圆极化

3．4．3 其他全向圆极化技术

第四章 小尺寸多频全向弹载GNSS天线的仿真与设计

4．1 引言

4．2 天线结构设计

4．3 天线仿真与测试结果分析

4．4 本章小结

第五章 双频圆极化微带全向GNSS天线的仿真与设计

5．1 引言

5．2 双频双圆极化微带全向GNSS天线

5．2．1 天线结构设计

5．2．2 天线仿真与测试结果分析

5．3 双频右旋圆极化微带全向GNSS天线

5．3．1 天线结构设计

5．3．2 天线仿真与测试结果分析

5．4 本章小结

第六章 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

硕士期间研究成果