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GPS/CNSS多频段圆极化天线研究

作　者: 廖雯
导　师: 褚庆昕
学　校: 华南理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 全球定位系统北斗导航定位系统圆极化天线多频段
分类号: TN821.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 349次
引　用: 4次
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内容摘要

随着全球定位系统(GPS)向民用领域免费开放,GPS已发展成为一个高速成长的产业。GPS要求接收天线在1176.45 MHz、1227.6 MHz和1575.42 MHz三个频段上实现圆极化工作。与此同时,我国也组建了自己的卫星导航定位系统——北斗导航定位系统(CNSS),目前开放的北斗系统上行L频段为1610-1626.5 MHz,下行S频段为2483.5-2500 MHz。为了满足接收机的多系统兼容性,因此,需要研究能同时覆盖GPS和CNSS多频段圆极化天线。本论文首先介绍了多频段圆极化天线研究背景,阐述了螺旋天线和平面天线实现多频段圆极化的有效方法,重点介绍堆叠、缝隙加载、宽缝隙结构等平面天线实现多频段圆极化性能的可行性方案。接着介绍了极化以及微带天线的基本理论,并讨论了微带天线的圆极化技术,随之介绍了本文采用的圆极化天线测量方法,作为本文的理论基础。本论文围绕GPS、CNSS和GPS/CNSS多频段圆极化天线的设计为主,基于圆极化的辐射机理,采用堆叠、缝隙加载和宽缝隙结构设计研究并制作几种多频段圆极化天线: 1.圆环与圆形贴片组合结构的平面微带天线,天线通过在圆形贴片中间加载一个不等长的十字槽缝隙来实现圆极化性能,通过圆环与圆形贴片的缝隙耦合实现了1:1.1的小频率比;2.共面波导馈电的宽带圆极化方形宽缝隙天线,天线通过引入新型L型馈线及对称的F型缝隙使得圆极化带宽达到51.7%;3.同时覆盖GPS L1(1575.42 MHz)、CNSS上行L频段和下行S频段的三频段圆极化双层堆叠天线;4.一种具有新型馈电结构的覆盖“北斗一号”CNSS上行和下行频率的收发双工圆极化天线,天线巧妙地运用了场分布实现了上下两层天线的独立馈电,该天线具有增益高、驻波比低、接收能力强等优点。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章绪论  9-21
  1.1 选题背景及研究意义  9-10
  1.2 国内外研究现状  10-19
    1.2.1 圆极化螺旋天线  10-12
    1.2.2 圆极化平面微带天线  12-17
    1.2.3 其他形式的多频段圆极化天线  17-19
  1.3 本论文的主要工作及内容安排  19-21
第二章基础理论概述  21-31
  2.1 天线的圆极化技术  21-24
    2.1.1 天线的极化  21-22
    2.1.2 圆极化的基本概念  22-24
  2.2 微带天线的基本原理  24-26
    2.2.1 微带天线的辐射机理  24-25
    2.2.2 微带天线的分析方法  25-26
  2.3 微带天线的圆极化技术  26-28
    2.3.1 单馈法实现圆极化  26-27
    2.3.2 多馈法实现圆极化  27-28
    2.3.3 多元法实现圆极化  28
  2.4 圆极化天线的测量  28-30
  2.5 本章小节  30-31
第三章双频及宽带圆极化单层平面天线研究  31-45
  3.1 小频率比双频圆极化微带天线  31-37
    3.1.1 天线概述  31-32
    3.1.2 天线结构和设计  32-34
    3.1.3 仿真和实验结果  34-37
  3.2 共面波导馈宽带圆极化方形宽缝隙天线  37-44
    3.2.1 天线概述  37-38
    3.2.2 天线结构和设计  38
    3.2.3 仿真与实验结果  38-42
    3.2.4 参数的影响  42-44
  3.3 本章小结  44-45
第四章多频圆极化堆叠天线研究  45-63
  4.1 GPS/CNSS 三频圆极化堆叠天线  45-51
    4.1.1 引言  45
    4.1.2 天线的分析与设计  45-47
    4.1.3 仿真与实验结果  47-51
  4.2 CNSS 收发双工圆极化天线  51-62
    4.2.1 天线的结构与设计  51-53
    4.2.2 仿真与测试结果  53-58
    4.2.3 展宽微带天线波束宽度的几种方法  58-62
  4.3 本章小节  62-63
结论  63-64
参考文献  64-68
攻读硕士学位期间取得的研究成果  68-69
致谢  69-70
附件  70

GPS/CNSS多频段圆极化天线研究

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