基于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用的高穩(wěn)定相位中心天線(xiàn)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著科技的進(jìn)步和信息技術(shù)的發(fā)展，衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)被越來(lái)越多地應(yīng)用于人們的日常生活中，人們對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)定位精度的要求也越來(lái)越高。在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中，觀測(cè)值是以接收機(jī)天線(xiàn)的相位中心為基準(zhǔn)的，因此接收機(jī)天線(xiàn)的相位中心穩(wěn)定性直接影響到系統(tǒng)的定位精度。
　　基于這一應(yīng)用背景，本文對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中常用的微帶天線(xiàn)和介質(zhì)諧振器天線(xiàn)進(jìn)行了研究。文中采用CST仿真軟件分析討論了天線(xiàn)的相位中心穩(wěn)定性隨其結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化關(guān)系，旨在為接下來(lái)設(shè)計(jì)具有高穩(wěn)定相位中心

2、的接收機(jī)天線(xiàn)提供指導(dǎo)。論文的工作主要包括：
　　天線(xiàn)的結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)性對(duì)其相位中心穩(wěn)定性有很大影響。由于傳統(tǒng)的單點(diǎn)饋電和正交饋電結(jié)構(gòu)都會(huì)不同程度地影響天線(xiàn)的軸向?qū)ΨQ(chēng)性，本文在設(shè)計(jì)天線(xiàn)時(shí)采用了四點(diǎn)軸向均勻饋電結(jié)構(gòu)，通過(guò)提高天線(xiàn)的結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)性，改善了天線(xiàn)的相位中心穩(wěn)定性。文中采用ADS仿真軟件設(shè)計(jì)了一個(gè)一分四的功分移相器為天線(xiàn)提供激勵(lì)，并制作了天線(xiàn)實(shí)物，測(cè)量結(jié)果顯示其四個(gè)傳輸系數(shù)的幅值基本相等，相位依次相差約90°，從而保證了天線(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)良好

3、的圓極化特性。
　　為了滿(mǎn)足衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的高精度要求，在分析了微帶天線(xiàn)相位中心穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一個(gè)厚基板、低介電常數(shù)的四饋點(diǎn)圓極化微帶天線(xiàn)，仿真與測(cè)試其在工作頻率1.575 GHz處的相位中心穩(wěn)定度分別為0.36 mm和1 mm。為了進(jìn)一步改善微帶天線(xiàn)的相位中心穩(wěn)定性，在平面微帶天線(xiàn)的基礎(chǔ)上，又設(shè)計(jì)了一個(gè)結(jié)構(gòu)更加對(duì)稱(chēng)的球狀共形圓極化微帶天線(xiàn)，仿真得到其相位中心穩(wěn)定度為0.20 mm，相對(duì)于平面微帶天線(xiàn)減小了44.4％。為了滿(mǎn)

4、足GPS的雙頻工作需求，在單頻微帶天線(xiàn)的基礎(chǔ)上，利用疊層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)了一個(gè)雙頻圓極化微帶天線(xiàn)，仿真得到其在GPS L1（1.575 GHz）和L2（1.575 GHz）頻率的相位中心穩(wěn)定度分別為0.64 mm和0.97 mm，天線(xiàn)在兩個(gè)工作頻率處都能滿(mǎn)足高精度的要求。
　　在對(duì)介質(zhì)諧振器天線(xiàn)的研究基礎(chǔ)上，同樣采用四點(diǎn)饋電結(jié)構(gòu)分別設(shè)計(jì)了一個(gè)圓柱形介質(zhì)諧振器天線(xiàn)和一個(gè)半球形介質(zhì)諧振器天線(xiàn)，仿真得到其相位中心穩(wěn)定度分別為0.23 mm和0.