您的位置: turnitin查重官网> 工程 >> 电子通信工程 >微带运用于卫星导航系统微带天线设计

微带运用于卫星导航系统微带天线设计

收藏本文 2024-03-05 点赞:5630 浏览:17271 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:自20世纪70年代中期以来,微带天线的论述得到极大进展,因微带天线结构紧凑、体积小、重量轻、剖面低、易制造等特点而受到人们的青睐。而圆极化微带天线综合了微带天线的众多优点,而且圆极化波自身也有着一些特点,如圆极化波能够抑制雨雾干扰、抗多径反射、具有更好的移动性等特点,由此圆极化被广泛运用于雷达、导航、卫星等系统中。卫星导航对通信、军事、交通、广播、娱乐等行业都做出了巨大的贡献,由此探讨卫星导航已经非常有必要。天线作为卫星导航系统的重要组成部分,天线性能直接影响接收机的性能和灵敏度,由此对天线性能提出了更高要求,而天线的小型化对于整个系统来说是进展的必定走势。在卫星导航设备的各种运用场合中,在保证精度同时,希望设备既小又轻,由此设备的小型化就显得极其重要了。我国今后的卫星系统应具有更小的尺寸以及更高的集成度。本论文结合论述基础和电磁仿真软件HFSS,设计了一款运用于卫星导航系统的圆极化微带天线,其工作频段在24915MHz,极化方式为右旋圆极化。通过对圆形贴片对称开槽,以及对贴片的边进行切角处理和在中心处开孔等方式,天线获得良好的圆极化性并实现了小型化。对于单馈点圆极化微带天线,其原理是贴片上的矩形缝隙激励起幅度相等和相位相差900的简并模,以而就可以实现圆极化。通过调整贴片四边的切角深度和圆槽半径以实现天线小型化,其原理是通过在辐射贴片上开槽或者转变辐射贴片边缘的形状结构,以而引入微扰使表面电流曲折流动,电流有效路径变长,谐振频率就会减小。在保证辐射贴片实际尺寸不变情况下增加了贴片的有效长度,在工作频率固定的情况下,减小了天线的尺寸。本论文设计的单元天线最大特点是,与具有相同介电常数的介质板微带天线相比较,天线的尺寸下降了15%,同时还保证了良好的增益和带宽,天线的增益达3.4dB。该天线在有效减小天线尺寸与保证天线的增益之间取得了一个较好的折中,同时天线实现很好的圆极化辐射。本论文采取一种新的设计策略,单独设计阵列的馈电网络,与天线主体分离,这样不仅可以减小天线阵列的尺寸,并且减少了馈电网络与天线之间的耦合,而且适于单独调试。通过ADS和HFSS联立仿真,设计了一个一分四的威尔金森功分器,仿真结果表明功率分配器具有反射小、插损小、隔离度高等性能,完全符合设计要求。另外,对上面陈述的单元天线进行组阵,分别为14线阵和22面阵,通过电磁仿真软件HFSS比较两种阵列的结构尺寸,轴比,增益等指标,最终选择结构紧凑的22面阵,最后对22面阵实物加工和测试。关键词:卫星定位系统论文圆极化微带天线论文阵列天线论文功分器论文

    摘要5-6

    ABSTRACT6-8

    目录8-11

    第1章 绪论11-20

    1.1 探讨背景和作用11-12

    1.2 全球卫星导航系统介绍12-15

    1.3 国内外探讨近况和走势15-18

    1.4 论文的主要内容和安排18-20

    第2章 微带天线基本原理概述20-31

    2.1 微带天线的定义、分类和结构20-21

    2.1.1 微带天线的定义20

    2.1.2 微带天线的分类20

    2.1.3 微带天线的结构20-21

    2.2 微带天线的辐射机理21

    2.3 微带天线的馈电方式21-23

    2.3.1 微带线馈电22

    2.3.2 同轴线馈电22-23

    2.3.3 电磁耦合馈电23

    2.3.4 缝隙耦合馈电23

    2.4 微带天线的基本参数23-26

    2.4.1 频带宽度23-24

    2.4.2 E 面和 H 面方向图24

    2.4.3 方向性和增益24-25

    2.4.4 天线极化25

    2.4.5 阻抗匹配25-26

    2.4.6 输入阻抗26

    2.5 圆形微带天线浅析26-30

    2.5.1 圆形微带天线场和电流浅析27-28

    2.5.2 圆形微带天线远区场计算28-29

    2.5.3 圆形微带天线谐振频率计算29-30

    2.5.4 圆形微带天线输入阻抗计算30

    2.6 本章小结30-31

    第3章 卫星导航系统中微带天线的圆极化技术31-40

    3.1 圆极化基本概念31-32

    3.1.1 天线的圆极化技术31

    3.1.2 圆极化的性质31-32

    3.1.3 圆极化的参数32

    3.1.3.1 圆极化天线输入阻抗32

    3.1.3.2 圆极化天线轴比32

    3.1.3.3 圆极化天线增益32

    3.2 圆极化天线设计论述32-36

    3.2.1 单点馈电矩形圆极化微带天线33-34

    3.2.2 单点馈电圆形圆极化微带天线34-35

    3.2.3 多点馈电圆极化微带天线35-36

    3.2.4 多元法圆极化微带天线36

    3.3 圆极化微带天线的小型化36-39

    3.3.1 增大介质板的相对介电常数36-37

    3.3.2 曲流技术37-38

    3.3.3 加载微带天线技术38-39

    3.4 本章小结39-40

    第4章 圆极化卫星导航天线的单元设计40-51

    4.1 技术指标及设计案例40

    4.1.1 设计指标40

    4.1.2 设计案例40

    4.2 单元天线设计40-42

    4.2.1 选取合适的介质板40

    4.2.2 确定圆形贴片半径大小40-41

    4.2.3 馈电方式选择41

    4.2.4 天线结构及原理41-42

    4.3 天线性能与特性浅析42-47

    4.3.1 介电常数的仿真优化42-43

    4.3.2 圆形贴片半径的仿真优化43-44

    4.3.3 缝隙和切角尺寸的仿真44-46

    4.3.4 天线上的场分布46-47

    4.4 优化参数及仿真图47-49

    4.5 实物制作与测试49-50

    4.6 本章小结50-51

    第5章 卫星导航天线阵列设计51-75

    5.1 微带阵列的基本辐射论述51-54

    5.1.1 线阵51-53

    5.1.2 面阵53-54

    5.2 微带阵列天线馈电策略54-55

    5.2.1 并联馈电54-55

    5.2.2 串联馈电55

    5.3 微带阵列天线馈电形式比较55-56

    5.4 微带功率分配器的设计56-63

    5.4.1 威尔金森功分器基本原理56-57

    5.4.2 威尔金森功分器的仿真优化57-61

    5.4.2.1 威尔金森功分器的 ADS 仿真58-60

    5.4.2.2 威尔金森功分器的 HFSS 仿真60-61

    5.4.3 威尔金森功分器的实物加工与测试61-63

    5.5 阵列天线设计63-71

    5.5.1 1×4线阵结构设计与仿真63-66

    5.5.2 2×2面阵结构设计与仿真66-71

    5.6 1×4线阵和2×2面阵比较71-73

    5.7 阵列天线加工及测试73-74

    5.8 本章小结74-75

    第6章 总结与展望75-77

    致谢77-78

copyright 2003-2024 Copyright©2020 Powered by 网络信息技术有限公司 备案号: 粤2017400971号