卫星导航终端小型化缝隙螺旋天线的研究

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天线作为卫星导航系统的核心部件之一,其性能好坏直接影响卫星导航终端通信功能,四臂螺旋天线凭借其良好的定向性、圆极化、宽波束等性能广泛应用于卫星导航领域。本论文研究了应用于卫星导航终端的小型化缝隙螺旋天线,主要研究内容包括:1.提出了一款应用于卫星导航终端的小型化方形四臂缝隙螺旋天线。该天线为方形柱状结构,四条缝隙螺旋臂印制在介质外表面,通过简易的弯折形馈电网络耦合馈电,实现螺旋天线的圆极化。天线尺寸为0.123l0′0.123l0′0.276l0(l0为北斗B1频段中心频率1.561GHz对应的自由空间波长),阻抗带宽的测试值为120MHz(1.512GHz-1.632GHz),3dB轴比带宽的测试值为53MHz(1.556GHz-1.609GHz)。天线在北斗B1频段中心频率(1.561GHz)、GPS L1频段中心频率(1.575GHz)的增益分别为4.31dBi和4.84dBi。2.提出了一款采用螺旋微带馈线耦合馈电的小型化宽轴比带宽缝隙螺旋天线。该天线采用螺旋微带馈线耦合馈电,通过与缝隙的耦合作用实现天线的有效辐射,印制在介质外表面的缝隙螺旋臂延伸至天线顶部,有效实现天线的小型化。天线尺寸为0.156l0′0.156l0′0.182l0(l0为北斗B1频段中心频率1.561GHz对应的自由空间波长),阻抗带宽的测试值为137MHz(1.525GHz-1.662GHz),3dB轴比带宽的测试值为133MHz(1.497GHz-1.63GHz)。天线在北斗B1频段中心频率(1.561GHz)、GPS L1频段中心频率(1.575GHz)和GLONASS L1频段中心频率(1.602GHz)的增益分别为4.65dBi、5.13dBi和4.41dBi。3.提出了一款宽频带圆极化缝隙螺旋天线。两组长短不同的缝隙螺旋臂印制在介质基板外表面,一条弯折的微带线作为馈电网络印制在介质基板内表面,通过对各缝隙耦合馈电,实现天线宽阻抗带宽和轴比带宽。天线尺寸为0.111l0′0.111l0′0.221l0(l0为北斗B2频段中心频率1.207GHz对应的自由空间波长),阻抗带宽的测试值为620MHz(1.158GHz-1.778GHz),3dB轴比带宽的测试值为785MHz(1.133GHz-1.918GHz)。天线在北斗B1频段中心频率(1.561GHz)、北斗B2频段中心频率(1.207GHz)的增益分别为3.81dBi和3.63dBi。
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