随着导航天线卫星导航系统的构建深入展开,对终端天线的研究也越来越广泛。由于卫星导航信号是圆极化波,终端天线也以圆极化方式工作。常见的圆极化天线形式有微带天线、螺旋天线、交叉对称阵子天线等【3】。其中,微带天线和四臂螺旋天线由于成本低、结构简单、体积小以及具有优良的电性能,广泛应用于卫星终端的研究和设计。和常用的微波天线相比,微带天线体积小、重量轻、成本低,馈电网络可与天线结构一起制成,适合于运用印刷电路技术进行批量生产,而且能够和有源器件及电路集成为单一的模块,易于获得圆极化。为了使微带天线能够适应卫星终端天线的要求,近年来对微带天线进行了一些改进:61675

    1.采用口径耦合方式进行馈电。口径耦合的馈电方式具有宽频带的特性,同时具有很低的交叉极化电平,可以藉此使天线在宽频带内工作,即可以同时覆盖多个工作频率。例如使用3dB定向耦合器作为馈电网络实现口径耦合馈电,可以实现天线的双频圆极化[4]。文献综述

    2.采用多层微带贴片。此方法将多个微带贴片叠层放置实现天线的多频工作。可将微带贴片印制在不同介电常数的介质基板上,仅使用一个馈电端口来实现单圆极化[5]或双圆极化工作[6]。

    3.使用贴片或地板开槽、短路销钉、高介电常数介质基板等实现微带天线的小型化。采用高介电常数介质基板和地板上开槽的方法使两个微带贴片嵌套,既可以实现小型化,也可以使天线处于双频工作模式[7]。采用附加电容和短路销钉的方法使两微带天线嵌套可以实现天线的双频双圆极化工作[8]。

在小型化终端天线的设计中,主要的困难是在极小尺寸下天线要宽波束覆盖,客观上要求采用高介电常数微波陶瓷材料来实现微带天线的小型化。而高介电常数材料的引入势必使天线的增益受到影响,且介质基板厚度的增大使轴比变差。因此在采用高介电常数材料的前提下有效的改善馈电结构,使天线性能得到较好发挥,是此天线设计中优先考虑的技术路线。

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