【摘 要】
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近年来,鉴于通信系统向着大容量、宽频带和智能化的方向发展,宽频带和多频段天线成为一个重要的研究方向。并且随着卫星导航技术的不断进步,越来越多的国家发展自己的导航系
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近年来,鉴于通信系统向着大容量、宽频带和智能化的方向发展,宽频带和多频段天线成为一个重要的研究方向。并且随着卫星导航技术的不断进步,越来越多的国家发展自己的导航系统,而每个导航系统的卫星在空间分布有限,所以在提供卫星定位的精密度、可用性和可靠性方面就无法得到保证,因此近年来对应用多种卫星导航系统组成的宽频带导航接收系统的研究受到了广泛重视。具有圆极化和宽频带特点的宽带导航接收天线成为近年卫星接收天线研究的热点之一。本文针对宽频带卫星导航接收天线的需求,设计了几种可工作在卫星导航频段的单频、双频及宽频段天线,并采用数值仿真方法对天线结构进行了优化。具体内容如下：本文首先介绍了微带天线的几种分析方法：传输线模型理论、空腔模型理论和全波理论。接着分析制约微带天线带宽的各种因素,研究增加微带天线频带宽度的四种途径：降低等效谐振电路的品质因数、修改等效谐振电路、增加匹配网络和采用分形天线等等。借助于基于有限元法的ANSOFT HFSS软件对天线性能进行了数值仿真：单频圆极化微带天线、双层贴片结构的双频段及宽频段的圆极化微带天线,其中单频天线采用不同的贴片开槽方法来实现圆极化。为了使天线小型化,同时便于加工,本设计中去掉了传统的在多层贴片之间引入空气层的结构,并且设计了宽频段微带天线的匹配网络。最后用ADS仿真软件设计了GPS L1频段的低噪声放大器。设计出了能够分别工作在1.575GHz、1.602GHz和2.492GHz的单频天线以及同时工作在以上两个频段的微带天线。本文设计的宽频段圆极化微带天线能够同时工作在1.2GHz-1.3GHz、1.5GHz-1.6GHz,这个天线能够接收目前所有四大卫星导航系统的信号。
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