多频段卫星导航系统中的印制四臂螺旋天线

摘要

全球卫星导航系统(GNSS)在社会的各个方面有着及其广泛的应用。较单一的卫星导航系统而言，多模导航具有覆盖范围更广，导航精度更高，运行更为稳定性等优点，这使得多模导航成为未来卫星导航发展大趋势。而天线作为卫星导航系统的重要组成部分，其性能好坏对导航系统的性能有较大的影响。因此研究多模卫星导航天线就有重要的意义。
　　 本文对四臂螺旋天线的发展历程与发展方向进行了综述，对目前运行和发展的卫星导航系统进行了介绍，在此基础上进一步的研究了多星座导航的原理，并对多星座导航对天线的要求进行了总结。分析了四臂螺旋天线的结构和工作原理，并提出了一款双频带四臂螺旋天线，该天线采用空气加载，能运用于船载、车载等环境中使用。论文的研究成果有以下几点：
　　 对四臂螺旋天线的小型化的解决方法进行了研究，接着对四臂螺旋天线的多频带与宽频带工作，以及馈电方式等问题进行了研究。对多星座卫星导航对接收机天线的一般要求进行了归纳和总结，在此基础上提出了一种双频带工作的四臂螺旋天线的结构，同时设计了一款微带形式的宽频带工作的馈电网络。
　　 设计了一种尺寸为：25mmx140mm，印制在厚度为0.5mm聚四氟乙烯板上的四臂螺旋天线，它能兼容接收GPS、GALILEO和BD2(“北斗2”)卫星的导航信号，天线具有双频工作的特性，该天线在底部进行馈电，馈电网络采用了缝隙耦合移相功分器、wilkinson功分器和schiffman移相器组合而成，并以微带形式设计实现，馈电网络板的半径为60mm，置于四臂天线下方，天线整体紧凑，便于加工。
　　 从给出的仿真结果和测试数据来看，该天线阻抗带宽(VSWR＜2)达到57％以上，在整个工作频段内天线增益高于-5dB，满足多频段卫星导航系统的要求。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录、英文缩略语表

声明

第1章绪论

1.1研究背景与意义

1.2四臂螺线天线的发展与现状

1.2.1天线及四臂螺旋天线发展历程

1.2.2四臂螺线天线的发展方向

1.3课题研究的主要内容

第2章卫星导航技术概述

2.1引言

2.2国内外卫星导航系统发展现状

2.2.1 GPS系统

2.2.2 GLONASS系统

2.2.3伽利略(GALILEO)系统

2.2.4北斗卫星导航系统

2.3多星座卫星导航原理

2.3.1多星座卫星导航基本原理

2.3.2多星座卫星定位的观察方程与解算

2.4多频段卫星导航对接收天线的要求

2.4.1频率特性

2.4.2天线极化特性

2.4.3方向性与增益

2.5本章小结

第3章 螺旋天线原理与分析

3.1引言

3.2螺旋天线原理及特性

3.2.1螺旋天线的几何结构

3.2.2单绕螺旋天线的两种辐射模式

3.3四臂螺旋天线原理与分析

3.3.1四臂螺旋天线基本结构

3.3.2四臂螺旋天线理论

3.3.3四臂螺旋天线的馈电方式

3.4四臂螺旋天线发展方向

3.4.1四臂螺旋的多频与宽频带的研究

3.4.2四臂螺旋天线的小型化技术

第4章 一种新型四臂螺旋天线研究

4.1引言

4.2新型双频带四臂螺旋天线技术

4.2.1新型双频带四臂螺旋天线的结构

4.2.2新型双频带四臂螺旋天线特性

4.3宽频带微带馈电网络的设计研究

第5章多频段卫星导航天线的设计与实现

5.1多频段卫星导航天线的设计指标

5.2多频段卫星导航天线的仿真设计

5.3多频段卫星导航天线的加工与测试

5.4本章小结

第6章总结与展望

参考文献

致 谢

研究生履历