卫星导航系统为人们的生活提供了诸多便利,当前覆盖范围最大、应用最广的卫星导航系统是美国的全球定位系统。天线在定位和通信系统中扮演着重要的角色,其性能决定了定位和通信系统性能的优劣。天线种类众多,其中四臂螺旋天线圆极化性能良好,方向图可以覆盖上半空间,非常符合全球定位系统的要求。本文对双频四臂螺旋天线做了相关的研究和设计,主要完成的工作有:(1)设计了一种新型四臂螺旋天线结构。利用3D打印技术,采用介质加载方法有效减小了天线的尺寸,将一部分辐射臂在天线顶部弯折,展宽了 3dB轴比波束宽度。天线结构为空心圆柱与空心球面圆环组合而成的几何体,经过优化,空心圆柱半径为10mm,高度为22mm,空心球面圆环的内径为10mm,外表面是一个半径为5.5mm的一部分球面,圆环高度为10.55 mm。天线的体积小于市面上大多数四臂螺旋天线。经仿真和测试,在1.227GHz和1.575GHz两个谐振点处半功率波束宽度大于120°,3dB轴比波束宽度大于130°,3dB轴比波束宽度优于近几年出现的小型四臂螺旋天线。(2)设计了一款结构紧凑的馈电网络。为了减小电路尺寸,设计中采用了功分器芯片实现功率分配,芯片型号为BP2G1+。此外馈电网络采用了新颖的“十”字型移相器,该移相器相较于传统的希夫曼移相器具有体积小,结构简单,易于加工等特点,可以在1.2GHz～1.6GHz频带内提供90°和180°的相移。通过将天线与该网络组合,测试表明,天线性能满足设计要求,网络可以为天线提供良好的馈电。(3)设计了一个可以和所设计的天线搭配使用的低噪声放大器。该低噪声放大器采用了级联的形式,放大电路的输入和输出匹配采用了耦合线匹配电路。仿真和实物测试表明,所设计的低噪声放大器在1.2GHz～1.6GHz频段内匹配良好,增益大于25dB,噪声系数小于1.5dB,表明该低噪声放大器有效提高了有源接收天线的性能。