全球定位系統(tǒng)中的四臂螺旋天線研究.pdf

1、本文結(jié)合相關(guān)科研項(xiàng)目，針對(duì)GPS四臂螺旋天線進(jìn)行課題研究。隨著全球定位系統(tǒng)技術(shù)的不斷成熟和應(yīng)用的普及，人們在生活中對(duì)其依賴程度逐漸提高；便攜式移動(dòng)導(dǎo)航終端得到了人們的青睞，具有高性能的小型化導(dǎo)航設(shè)備成為研究熱點(diǎn)。天線是衛(wèi)星定位系統(tǒng)接收設(shè)備的重要組成部分，其性能好壞直接影響整個(gè)設(shè)備的工作狀態(tài)；因此，天線技術(shù)已成為衛(wèi)星通訊研究領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。
　　四臂螺旋天線具有良好的輻射特性，非常適合作為衛(wèi)星導(dǎo)航終端天線。為了提高衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備的集成

2、度，本文對(duì)四臂螺旋天線的小型化技術(shù)做了相應(yīng)研究。
　　本文研究的具體內(nèi)容包括兩部分：1、陶瓷介質(zhì)加載的四臂螺旋天線設(shè)計(jì)2、用于天線饋電的小型化寬頻帶饋電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。文中詳細(xì)的介紹了相關(guān)基本理論以及天線和饋電網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)方法。本文內(nèi)容安排概括如下：
　　首先，簡述了全球定位系統(tǒng)的發(fā)展和研究現(xiàn)狀；列舉了幾種常見的衛(wèi)星終端天線結(jié)構(gòu)形式和各自特點(diǎn)，包括：四臂螺旋天線、微帶天線、十字交叉振子天線等?？偨Y(jié)相關(guān)文獻(xiàn)，介紹了四臂螺旋天線的研究歷

3、史和進(jìn)展。接著分別對(duì)螺旋天線和四臂螺旋天線的基本結(jié)構(gòu)及輻射機(jī)理做了詳細(xì)介紹，為天線的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
　　其次，基于介電常數(shù)等于36.5的陶瓷介質(zhì)柱作為加載介質(zhì)，設(shè)計(jì)了一個(gè)工作頻率在GPS L1頻段（1575.42MHz），極化方式為右旋圓極化的小型化四臂螺旋天線。相比于一般無介質(zhì)加載的四臂螺旋天線，本文所設(shè)計(jì)的天線體積非常?。焊叨葍H為19mm，螺旋直徑約10mm。文中給出了天線詳細(xì)的設(shè)計(jì)過程，分析了天線結(jié)構(gòu)變化對(duì)其輻射特性的

4、影響情況。在電磁仿真軟件中建立模型仿真，并對(duì)加工的天線樣品進(jìn)行了實(shí)測。
　　最后，結(jié)合3dB定向耦合器和180o混合結(jié)設(shè)計(jì)了一個(gè)工作頻帶為1.2GHz~1.8GHz的四臂螺旋天線饋電網(wǎng)絡(luò)。為了減小饋電網(wǎng)絡(luò)整體尺寸，本文分別對(duì)定向耦合器和混合結(jié)做了小型化設(shè)計(jì)。其中3dB定向耦合器采用寬邊耦合帶狀線形式，利用直角折疊螺旋結(jié)構(gòu)減小耦合器體積并內(nèi)埋于 LTCC介質(zhì)基板；混合結(jié)是基于分形思想實(shí)現(xiàn)小型化。所設(shè)計(jì)的饋電網(wǎng)絡(luò)具有良好的幅度響應(yīng)和相