北斗卫星导航系统中各项技术的日臻成熟是我国航天事业发展的重要内容,天线作为收发信号的关键设备,其性能的好坏会影响系统的工作效率。作为接收信号的地面终端设备,覆盖上半天顶空间的辐射范围不仅能够接收到天顶方向的卫星信号,还可以接收赤道低仰角方向的卫星信号。而兼容更多的工作频段可以减少天线设备的复杂度,优化整机工作空间。目前,圆极化天线是在卫星导航领域中应用最广泛的天线,这是因为其去极化效应和抗多径效应。因此具有多频段、宽波束性能的圆极化天线是卫星导航领域研究的热点。本文根据上述研究背景,第三章以工作在北斗B1频点圆极化微带天线(天线增益约6.7dBic,半功率波束宽度约为73°)为研究对象,分别针对宽频段和宽波束特性进行研究。通过在馈电网络上加载集总元件,构造复合左右手传输线结构来提高天线阻抗匹配,使天线相对工作带宽达到45%以上;通过加载金属背腔使原来73°的半功率波束宽度展宽到90°以上,此外还利用顺序旋转馈电技术和二阶威尔金森功分器提高馈点数量,提高相位中心的稳定性。第四章总结第三章的研究方法,设计天线同时兼有宽频段和宽波束的特性。通过一个180°移相器和两个90°的功分器组成二阶威尔金森功分器,并且加载集总元件至馈电网络上,使馈电网络在较宽的频段内达到稳定的等幅、90°相差输出,保证天线工作带宽达到60%以上。为了简化天线结构,增加波束宽度不再使用背腔结构,而是采用在地板上延伸出振子枝节的方法,远场方向图由微带天线和振子天线叠加而成,使典型导航频点波束宽度达到100°以上。低频相位中心稳定度小于1%,高频相位中心稳定度小于5%。此类性能的天线可以广泛地应用在卫星导航系统中。