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GPS微带天线小型化及圆极化方法的研究

作　者: 蔡廷海
导　师: 孙绪保
学　校: 山东科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 微带天线小型化圆极化时域有限差分全球定位系统
分类号: TN822
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着无线通信的快速发展,定位和导航已成为可能。各国也都在为这项服务发射自己的卫星,如美国的GPS (Global Positioning System),中国的北斗,俄罗斯的GLONASS等。而目前GPS天线也成为了业内比较热门的行业。GPS天线主要有两种---微带天线和螺旋性天线,微带天线以其以其低轮廓、重量较轻、成本低,易于制作且易于和RF器件集成等优点而被广泛应用。本文主要针对GPS微带天线做了研究与设计,首先对微带天线的基本理论做了研究,详细阐述了FDTD (Finite Difference Time Domain)算法的基本理论。由于GPS系统是发射的圆极化波束,所以对于接收天线也需要选圆极化天线,本文对微带天线实现圆极化的方法做了总结,并找出一种在不增加成本的前提下适合于现在生产的一种的方法。随着现在系统的集成度越来越高,所以对天线的小型化要求越来越大。采用了在辐射贴片上开槽实现小型化,节约了设计成本,同时天线性能方面也能满足要求。再次对设计的天线进行了FDTD算法和HFSS仿真结果进行了对比,结果表明两者的结果是比较吻合的,从而证明了设计的有效性。在此基础之上对天线的各个参数对天线的影响做了研究并找出其中的规律。最后设计出单频小型圆极化天线和双频小型圆极化天线,在没有增加成本的前提下进一步缩小了天线的面积,也没有增加空气层,容易加工,并分别作了仿真分析和实物验证,结果表明天线的性能结果满足天线的使用要求。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
1 绪论  9-13
  1.1 引言  9-10
  1.2 GPS天线的研究现状  10
  1.3 FDTD研究天线特性的意义  10-11
  1.4 本论文内容安排  11-13
2 GPS微带天线及其FDTD方法的基本理论  13-28
  2.1 微带天线的基本理论  13-15
  2.2 时域有限差分法的基本理论  15-28
3 GPS天线的圆极化小型化技术  28-37
  3.1 天线的圆极化技术  28-31
  3.2 天线的小型化技术  31-37
4 天线特性的FDTD分析  37-40
  4.1 天线的主要参数  37-38
  4.2 散射参数以及天线输入阻抗的计算  38-40
5 GPS微带天线  40-61
  5.1 单频微带天线的设计  40-45
  5.2 1.575GHz频段天线设计思路  45-54
  5.3 小型双频圆极化GPS微带天线  54-61
6 总结和展望  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-66
研究生期间的科研成果  66

GPS微带天线小型化及圆极化方法的研究

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