多頻雙圓極化北斗天線設計
2022年電子技術應用第10期
周 濤，張 豪，邊 成，李灝一
四川九洲電器集團有限責任公司，四川 綿陽621050
摘要： 設計了一款應用于北斗導航系統的新型小型化圓極化天線。天線采用多層層疊結構設計輻射單元和饋電網絡,將B3頻段、B1頻段、L頻段、S頻段集成為一個單元。上層天線采用單饋切角形式，實現S波段的右旋圓極化，中間層采用3 dB定向耦合器饋電分別實現B1和L的右旋和左旋圓極化，底層采用威爾金森功分器雙饋實現B3的圓極化，天線尺寸僅60 mm×60 mm×21.6 mm。仿真結果和實測結果指標均滿足北斗導航系統對天線性能的要求。
中圖分類號： TN82
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.223312
中文引用格式： 周濤，張豪，邊成，等. 多頻雙圓極化北斗天線設計[J].電子技術應用，2022，48(10)：9-12.
英文引用格式： Zhou Tao，Zhang Hao，Bian Cheng，et al. Multi-band dual circularly polarized antenna for Beidou navigation system[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(10)：9-12.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.223312
中文引用格式： 周濤，張豪，邊成，等. 多頻雙圓極化北斗天線設計[J].電子技術應用，2022，48(10)：9-12.
英文引用格式： Zhou Tao，Zhang Hao，Bian Cheng，et al. Multi-band dual circularly polarized antenna for Beidou navigation system[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(10)：9-12.
Multi-band dual circularly polarized antenna for Beidou navigation system
Zhou Tao，Zhang Hao，Bian Cheng，Li Haoyi
Sichuan Jiuzhou Electric Group Co.，Ltd.，Mianyang 621050，China
Abstract： A novel miniaturized circularly polarized antenna used in Beidou navigation system is designed in this paper. The antenna adopts multi-layer laminated structure to design the radiation elements and feed network, and integrates B3 band, B1 band, L band and S band into one unit. Antenna placed on the top layer adopts the form of angle cutting to realize the right-handed circular polarization of the S band, the middle layer adopts 3 dB directional coupler to realize the right-handed and left-handed circular polarization of B1 band and L band respectively, and the bottom layer adopts Wilkinson power divider to realize the circular polarization of B3 band. The size of the antenna is only 60 mm×60 mm×21.6 mm. The indicators of the simulation and measured results are suitable for the requirements of Beidou system.
Key words : circularly polarized antenna；miniaturization；directional coupler；Beidou navigation system
0 引言
北斗系統作為由我國自主研發的新一代衛星導航系統，在政治、軍事、科技、文化等方面都具有重要意義[1-2]。天線作為射頻前端，相當于整個系統的耳目，它的性能好壞將直接影響衛星導航系統的優劣。在衛導天線的設計中，微帶天線因其成本低、結構簡單、尺寸小等優勢，成為終端導航設備天線的研究熱點[3]。在北斗天線的工程應用中，多頻段小型化是天線設計的重點和難點[4-5]，多頻圓極化微帶天線的實現方法通常有：采用堆疊結構實現多頻圓極化、多元法實現多頻圓極化、采用縫隙加載實現多頻圓極化、通過加載臂結構實現多頻圓極化等[6-8]。
本文采用堆疊結構實現多頻圓極化，實現B3、B1、L、S頻段的圓極化輻射，其中B3、B1、S為右旋圓極化，L為左旋圓極化。對于多頻段的圓極化天線，相關領域的研究多為天線的輻射體設計[9-12]，很少有研究小型化情況下的多端口饋線設計實際問題[12-13]。在實際使用中多頻段存在同時工作的情況，因而多端口輸出是工程研制中必須處理的問題。本文研制的多頻雙圓極化天線在60 mm×60 mm×21.6 mm的尺寸下實現多端口獨立輸出，仿真和實測結果表明該天線性能良好，各項指標滿足北斗系統對天線性能的要求。
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作者信息：
周 濤，張 豪，邊 成，李灝一
(四川九洲電器集團有限責任公司，四川 綿陽621050)
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