《電子技術(shù)應(yīng)用》
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多頻雙圓極化北斗天線設(shè)計(jì)
2022年電子技術(shù)應(yīng)用第10期
周 濤，張 豪，邊 成，李灝一
四川九洲電器集團(tuán)有限責(zé)任公司，四川 綿陽621050
摘要： 設(shè)計(jì)了一款應(yīng)用于北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的新型小型化圓極化天線。天線采用多層層疊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)輻射單元和饋電網(wǎng)絡(luò),將B3頻段、B1頻段、L頻段、S頻段集成為一個(gè)單元。上層天線采用單饋切角形式，實(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)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(shí)現(xiàn)B3的圓極化，天線尺寸僅60 mm×60 mm×21.6 mm。仿真結(jié)果和實(shí)測(cè)結(jié)果指標(biāo)均滿足北斗導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)天線性能的要求。
中圖分類號(hào)： TN82
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(shè)計(jì)[J].電子技術(shù)應(yīng)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(tǒng)作為由我國(guó)自主研發(fā)的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，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(dāng)于整個(gè)系統(tǒng)的耳目，它的性能好壞將直接影響衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的優(yōu)劣。在衛(wèi)導(dǎo)天線的設(shè)計(jì)中，微帶天線因其成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小等優(yōu)勢(shì)，成為終端導(dǎo)航設(shè)備天線的研究熱點(diǎn)[3]。在北斗天線的工程應(yīng)用中，多頻段小型化是天線設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)[4-5]，多頻圓極化微帶天線的實(shí)現(xiàn)方法通常有：采用堆疊結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)多頻圓極化、多元法實(shí)現(xiàn)多頻圓極化、采用縫隙加載實(shí)現(xiàn)多頻圓極化、通過加載臂結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)多頻圓極化等[6-8]。

    本文采用堆疊結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)多頻圓極化，實(shí)現(xiàn)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(duì)于多頻段的圓極化天線，相關(guān)領(lǐng)域的研究多為天線的輻射體設(shè)計(jì)[9-12]，很少有研究小型化情況下的多端口饋線設(shè)計(jì)實(shí)際問題[12-13]。在實(shí)際使用中多頻段存在同時(shí)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(shí)現(xiàn)多端口獨(dú)立輸出，仿真和實(shí)測(cè)結(jié)果表明該天線性能良好，各項(xiàng)指標(biāo)滿足北斗系統(tǒng)對(duì)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(tuán)有限責(zé)任公司，四川 綿陽621050)




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