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近年来,随着各行各业对位置信息和远程通信需求的不断增加,北斗系统作为一种集定位、通信两大功能于一体的导航系统,其各类应用也必将随之增长。因此,设计出能适用于各行业定位终端的小型化多频段高性能的导航天线具有重要实用价值。本文以我国北斗导航系统终端天线为工程应用背景,设计了多款北斗双频圆极化天线,利用电磁仿真软件仿真分析,并制成天线实物。具体研究内容如下:1.针对目前北斗一代天线体积较大,不易集成在手持式北斗导航终端的不足,研究并制作了一款并排结构的北斗双频圆极化天线。天线由L频段和S频段陶瓷天线组成,依次排列置于尺寸为20mm×46mm的FR4基板上,采用独立馈电方式并结合三角形切角微扰实现圆极化辐射。仿真结果表明,天线各端口驻波及隔离度满足指标要求。由于结构不对称,天线方向图不圆度稍差。针对该问题,进而研究制作了一款叠层结构的北斗双频圆极化天线,天线尺寸为45mm×45mm,采用上下贴片堆叠结合独立馈电方式实现了在L/S双频段圆极化辐射。仿真结果表明,天线在L/S频段内驻波比小于1.5,端口隔离度达到47dB。L及S频段天线仰角20°增益分别为-2.2dB和-0.9dB。天线性能良好,满足北斗系统对天线性能的要求。2.针对叠层结构贴片天线剖面较高的不足,研究并制作了一款小型化低剖面北斗双频圆极化天线。天线采用新型内外嵌套结构实现双频工作,内外贴片天线分别工作于S频段和L频段。采用独立馈电、结合切角微扰实现左、右旋圆极化辐射,并在结构中心加载短路墙提高馈电端口间隔离度。仿真结果表明,L频段天线和S频段天线的阻抗带宽(VSWR<2)分别是24MHz和66MHz,收发馈电端口隔离度为40.19dB。L及S频段仰角50°增益分别为3.8dB和2.7dB,仰角20°增益分别为0dB和-1.8dB。天线性能良好,满足北斗系统对天线性能的要求。3.针对上述单馈电圆极化天线轴比性能受结构影响较大的问题,研究并制作了一款双点馈电北斗双频圆极化天线,通过双点馈电保证天线轴比性能,提高天线的3dB轴比带宽。其中,L频段天线采用威尔金森功分馈电网络,结合λ/4延迟线控制90°相位差来实现圆极化特性。S频段天线采用在辐射贴片中心引入U型槽,将馈电点位置移至贴片中心,改善端口间隔离度。仿真结果表明:天线在L及S频段内驻波均小于1.5,其3dB轴比带宽在两频段处分别为90MHz(1.57GHz～1.66GHz)和1IMHz(2.489～2.500 GHz),馈电端口间隔离度为27.6dB,天线不圆度在±1.OdB内,天线性能优越,各项指标均能满足设计要求。