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随着全球定位系统(Global Positioning System, GPS)的不断发展,该系统的终端天线面临着更多的挑战。因此对该终端天线的研究成了科研的焦点。GPS频段主要包括GPS L1 (1575.42MHz)和L2 (1227.6MHz)频段。而微带圆极化天线是该天线最常用的形式。本文旨在GPS频段的单频和双频微带圆极化天线的研究和设计。论文的主要工作分为以下几个部分。1、论文对圆极化天线的国内外发展现状进行了介绍。并介绍了实现圆极化的螺旋天线和微带天线、圆极化天线的多频段技术。阐述了微带天线的相关理论,天线分析常用的理论方法和圆极化技术的实现方法。2、设计了一款基于缺陷地结构(Defected Grounded Structure, DGS)的GPS天线。该天线应用在GPS L1频段。利用同轴探针对天线进行馈电。天线使用的圆极化机理是在两个斜对角上形成幅度相同,相位相差90度的正交模。实现的途径是沿对角线开矩形槽和圆形槽,以此形成圆极化波。另外为了增加天线的带宽和增益,在接地板上刻蚀了E字形槽的DGS结构。研究表明,在接地板上刻蚀E字形槽的DGS结构后天线的-10dB阻抗带宽和增益都有所增加。其中,带宽增加了0.61%,增益增加了0.61 dB。最后,对该天线进行了加工和测试,测试的结果与仿真结果存在微小偏差,论文对偏差进行了分析。3、设计了一款GPS层叠结构的双频圆极化天线。该天线应用在GPS L1和L2频段。天线的馈电方式是同轴探针馈电。馈电探针直接对上层贴片进行馈电,下层贴片的馈电通过与上层贴片之间的耦合实现。两个贴片分别能单独实现圆极化,最后组合在一起,形成层叠结构的双频圆极化天线。该天线的-10dB带宽分别是3.7%和5.2%。3dB圆极化带宽分别是0.855%和0.73%。对该天线进行了加工和测试,测试的结果与仿真的结果存在微小偏差,文中详细分析了偏差的原因。经过多次改进,天线基本上满足了要求,并给出了天线仿真和调试的一般经验。