卫星导航系统终端天线及弹载微带共形阵研究

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论文结合科研项目进行选题研究,文中讨论了卫星导航系统终端天线及弹载微带共形阵的设计方法,主要研究工作分为三个部分:1.研制了北斗一号卫星终端天线的工程样机;2.仿真设计了北斗二号与GPS_双模卫星终端天线;3.研制了弹载s波段遥测共形阵天线及弹载GPs共形阵天线的工程样机。主要内容概括如下:首先,以北斗一号卫星终端天线的工程要求为研究背景,结合四臂螺旋天线相关理论,采用组合式印制四臂螺旋天线的结构形式,设计了北斗一号卫星终端天线。在此基础上,研制了该组合式天线的实验样机,并对其电性能进行了测量。测量结果表明,该天线在发射与接收工作频段电压驻波比均小于1.5,馈电端口间隔离度大于30dB;圆极化性能良好,轴比小于3dB;方向图半功率波瓣宽度达到120。以上,实现了上半空间宽波束覆盖,保证了低仰角高增益的要求。并且,测量结果与仿真结果吻合良好,证明了此设计方法的可行性和有效性。其次,根据天线的技术指标要求,采用十字缝隙耦合馈电的微带天线形式,设计了北斗二号与GPS双模卫星终端天线。为了有效地抑制多径效直,设计了一种扼流圈,将天线整体安装于扼流圈之上。设计了分路器,以便于将天线接收到的宽带信号分为两路信号。采用AnsoftHFSS软件对其进行了建模仿真与分析,仿真结果表明该天线在北斗二号B1、B2、B3与GPsL1、L2工作频段电压驻波比均小于1.5,轴比小于3dB,±50。波瓣宽度内相位中心稳定性小于2mm。因此,所设计的天线满足技术指标要求,具有一定的工程直用价值。然后,在微带共形阵天线相关理论的基础上,设计了弹载s波段遥测共形阵天线及弹载GPS共形阵天线。研制了天线的实验样机,并对其电性能进行了测量。测量结果表明,这两种共形阵天线均可满足H面全向辐射的设计要求。可见,文中提出的设计方法对工程直用具有一定的实用价值。论文最后的研究课题是超宽带天线的设计。研制了两种超宽带平面单极子天线的实验样机,并对其电性能进行了测量。测量结果表明,这两种天线均可满足室内超宽带无线通信系统终端天线的性能要求。
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