車載寬波束四臂螺旋天線設(shè)計(jì).pdf

1、為了更好地完成運(yùn)動(dòng)中的實(shí)時(shí)通信，衛(wèi)星通信系統(tǒng)要求所使用的天線具有寬波束輻射特點(diǎn)。四臂螺旋天線依靠其自身的心形方向圖實(shí)現(xiàn)寬波束輻射，同時(shí)又具有良好圓極化輻射特性，成為了衛(wèi)星系統(tǒng)天線的首選。本文研究的主要內(nèi)容是三種用于車載衛(wèi)星通信的四臂螺旋天線的設(shè)計(jì)，以及一種移相功分網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)，并在最后提供了一種新結(jié)構(gòu)下的四臂螺旋天線參考設(shè)計(jì)。論文的具體內(nèi)容如下：
　　首先，是兩種不同結(jié)構(gòu)的四臂螺旋天線設(shè)計(jì)。第一種天線的螺旋臂結(jié)構(gòu)為單根螺旋，螺旋臂的

2、升角控制在44°，天線工作在2.2GHz±50MHz的頻段上，輻射左旋圓極化波。實(shí)測(cè)結(jié)果表明，端口駐波比在工作頻帶內(nèi)小于2:1。天線在俯仰角20°上有大于等于-0.5dBi的增益，其增益下降3dB的波束寬度達(dá)到了130°，具有寬波束輻射的特性。天線軸比在3dB以下的廣角角度范圍達(dá)到了130°，軸比性能良好。第二種天線采用叉狀螺旋臂的改進(jìn)結(jié)構(gòu)，每條螺旋臂分為長(zhǎng)短兩個(gè)分支，螺旋升角都為44°，實(shí)現(xiàn)了天線的雙頻諧振。實(shí)測(cè)結(jié)果表明，在兩個(gè)頻段2

3、.2GHz±50MHz和2.73GHz±30MHz上都滿足端口駐波小于2:1。低頻段內(nèi)的-3dB波束角范圍為122°，同時(shí)滿足軸比小于3dB；高頻段內(nèi)的-3dB波瓣約為130°，滿足軸比小于3dB。
　　然后，設(shè)計(jì)了一種小型化的四臂螺旋天線。天線采用折彎螺旋臂形式的曲流設(shè)計(jì)，天線高度降低了10％。并且，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種與輻射體配套的功分器來(lái)為其饋電。饋電網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)為Wilkinson功分器和90°電橋的組合，并在前一級(jí)的Wilkin

4、son功分器中加入諧振分支結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)寬帶化。網(wǎng)絡(luò)通過(guò)兩個(gè)正交電橋進(jìn)行等分功率四端口輸出，輸出相位按順時(shí)針?lè)较蛞来螢?°、90°、180°和270°。將天線組裝測(cè)試，得到的駐波比結(jié)果表明，網(wǎng)絡(luò)端口的駐波比在1.8～2.4GHz都滿組小于2:1，帶寬增加了22％。天線在俯仰角20°上有大于等于-1dBi的增益，其增益下降3dB的波束寬度達(dá)到了125°，軸比小于3dB的波束寬度為123°。以上所設(shè)計(jì)的天線均能滿足車載衛(wèi)星通信系統(tǒng)的應(yīng)用需求。<