微带天线圆极化共面波导单点馈电卫星导航.doc

超宽带卫星导航与定位接收机天线的研究
【摘要】 随着全球各导航卫星系统的快速发展,能够兼容多模卫星导航定位系统的终端天线,在近年来逐步成为卫星导航领域的研究热点。微带天线以其重量轻、低剖面、成本低、易于生产等突出特点被广泛应用于大约100MHz-100GHz的宽广频域上的大量无线电设备中。但是微带天线的固有缺陷是频带窄,而现代高端无线电设备对微带天线的要求越来越高,不仅要满足宽频带的特性,而且对其结构及其与系统集成度方面的要求也进一步增多。如何实现微带天线的宽频带、圆极化特性是近些年来的研究热点。本文根据多模卫星导航定位接收机天线的性能指标要求,对超宽带多模卫星导航定位天线的设计理论与实现方法进行了较为深入的研究,提出了多种方法,并部分完成了实验验证。本文首先介绍了微带天线的辐射原理、理论分析方法、馈电结构以及性能参数,详细探讨了多频和宽频技术以及圆极化技术。然后本文根据微带天线的理论分析,利用基于有限元法的电磁仿真软件HFSS,分析了介质基片、馈电位置、缝隙宽度、辐射贴片形状等参数对天线性能的影响。其次设计了三种利用单点探针馈电的微带天线,分别应用于5.2GWLAN系统,GPS导航定位系统和多模卫星导航与定位系统。最后以共面波导馈... 更多还原
【Abstract】 With the rapid development of the global navigation satellite system, the terminal antennas which can be compatible with multi-mode terminal satellite navigation and positioning system have gradually became a research hotspot in the field of satellite navigation in recent years. Microstrip antennas with its light weight, low profile, low cost, easy to produce and other prominent feature are widely used around the broad 100MHz-100GHz frequency in a large number of radio devices. However, the inhe... 更多还原
【关键词】 微带天线； 圆极化； 共面波导； 单点馈电； 卫星导航定位；
【Key words】 Microstrip Antenna； Circular Polarization； Coplanar Waveguide； Satellite Navigation；
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目录
摘要 4-5
Abstract 5
目录 6-10
1 引言 10-13
1.1 课题研究的背景和意义 10
1.2 微带天线的研究现状 10-11
1.3 论文的主要内容和结构安排 11-13
2 微带天线的基本理论 13-21
2.1 微带天线的结构 13
2.2 微带天线的辐射原理 13-14
2.3 微带天线的分析方法 14-16
2.3.1 传输线模型理论 15
2.3.2 空腔模型理论 15-16
2.3.3 全波分析法 16
2.4 本文所用的仿真软件 16
2.5 微带天线的馈电方式 16-19
2.5.1 微带线馈电 16-17
2.5.2 同轴馈电 17
2.5.3 电磁耦合馈电 17-18
2.5.4 孔径耦合馈电 18
2.5.5 共面波导馈电 18-19
2.6 微带天线的主要性能参数 19-20
2.6.1 辐射方向图 19
2.6.2 方向性D 19
2.6.3 增益G 19
2.6.4 输入阻抗 19
2.6.5 频带宽度 19-20
2.6.6 极化 20
2.7 本章小结 20-21
3 微带天线宽频圆极化技术 21-26
3.1 微带天线的多频和宽频带技术 21-23
3.1.1 采用介电常数较小的厚介质基片 21
3.1.2 缝隙和耦合技术 21-23
3.1.3 多模技术 23
3.1.4 阻抗匹配 23
3.2 微带天线圆极化技术 23-25
3.2.1 单点馈电微带天线的圆极化方法 24-25
3.2.2 多点馈电微带天线的圆极化方法 25
3.3 本章小结 25-26
4 单点馈电微带天线的研究 26-39
4.1 单点馈电小型化5.2GHz WLAN天线 26-30
4.1.1 天线结构 26-27
4.1.2 同轴探针的建模 27-29
4.1.3 天线阻抗匹配 29
4.1.4 天线的辐射方向图 29-30
4.2 宽频带S形开槽卫星导航定位天线 30-35
4.2.1 天线结构 30-31
4.2.2 微带天线各参数对天线性能的影响 31-33
4.2.3 天线的阻抗匹配 33
4.2.4 天线的辐射方向图 33-35
4.3 小型GPS双频圆极化卫星导航定位天线 35-38
4.3.1 小型GPS双频圆极化微带天线的介绍 35
4.3.2 天线的结构 35-36
4.3.3 天线的阻抗匹配 36-37
4.3.4 天线的辐射方向图 37-38
4.4 本章小结 38-39
5 共面波导馈电微带天线 39-56
5.1 共面波导馈电超宽带卫星导航定位天线 39-42
5.1.1 天线的尺寸结构 39-40
5.1.2 天线的阻抗匹配 40
5.1.3 天线的辐射方向图 40-42
5.2 共面波导馈电超宽带菱形卫星导航定位微带天线 42-49
5.2.1 天线结构 43
5.2.2 共面波导(CPW)馈电的建模 43-44
5.2.3 天线的阻抗匹配 44-45
5.2.4 天线的增益 45-46
5.2.5 天线的辐射方向图 46-48
5.2.6 微带天线的测量 48-49
5.2.7 天线测量误差分析 49
5.3 共面波导馈电超宽带卫星导航定位天线 49-55
5.3.1 天线结构 50-51
5.3.2 天线的阻抗匹配 51-52
5.3.3 天线的增益 52
5.3.4 天线的辐射方向图 52-54
5.3.5 天线测量误差分析 54-55
5.4 本章小结 55-56
6 结论和未来的工作 56-58
6.1 本论文的主要工作 56
6.2 未来的工作 56-58
参考文献