gps抗干扰天线技术多频带高增益微带天线单元的仿真与设计

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1、开题报告毕业设计题目：GPS抗干扰天线技术一一多频带高增益微带天线单元的仿真与设计浙江理工大学本科毕业设计（论文）开题报告班级07通信工程（）姓名XXX课题名称XXXXXXXXXXXXXXX目录：一、选题意义与可行性分析二、国内外研究现状三、研究的基本内容与拟解决的主要问题四、总体研究思路（方法与技术路线）五、预期研究成果六、研究工作计划参考文献成绩：答辩意见答辩组长签名：年月日系主任审核意见签名：年月日一、选题意义与可行性分析全球定位系统(GlobalPositioningSystem,GPS)是美国国防部为陆、海、空三

2、军研制的新一代卫星导航定位系统，广泛应用于导航、测绘、监测、授时、通信等多种领域。近年來，GPS系统在民用领域迅猛发展，特别是在车辆导航和手机定位等方面潜力巨大。由于GPS信号微弱，要想获得良好的导航定位效果，除了提高GPS卫星的导航精度以外，对接收机的抗干扰硏究也非常重要。在GPS抗干扰研究中，抗干扰天线技术对于GPS接收机的精度及其重要，因此设计出符合要求并且精度较高的抗干扰天线意义重大。根据GPS定位原理及其卫星信号特征，为实现接收机快速、连续、精确定位，对GPS天线提出了很高的要求。虽然目前GPS天线技术已经趋于成

3、熟，但它仍I口是制约接收机性能的瓶颈，是设计中主要考虑的因素。GPS接收天线主要有微带贴片天线和四臂螺旋天线两种，为满足当前各种便携式、多功能接收机的需求，人们对GPS天线的小型化、多频段、抗干扰、圆极化等技术进行了不断的研究。微带天线理论和计算机辅助设计软件使得GPS天线设计成为可能。微带天线的基本理论犬致可分为三类:传输线理论、空腔理论和全波理论。计算机辅助设计在天线领域已经越来越重要，一大批天线设计软件使天线设计变得更加简单，例如AnsoftHFSS,本课题将使用该软件做天线的初步设计和仿真，从而得出所设计的天线参数

4、。二、国内外研究现状近年来便携式接收机的应用，对GPS天线提出了特殊的要求，包括天线的小型化、降低天线成本、增强抗干扰能力和双频/多频段等。随着理论研究的深入，国内外对GPS贴片天线的研究已经趋于成熟。顺应近代电磁学的发展与无线应用的众多需求，天线技术历经百余年发展仍充满盎然牛机。微带天线作为一维小型化天线,以其低轮廓、可共形、易集成等颇具特色的优点近年来在天线开发实用中独占鳌头。而高性能圆极化天线在当前的应用愈加广泛。圆极化天线的实用意义主要体现在：1、圆极化天线可接收任意极化的来波，且其辐射波也可由任意极化天线收到，故

5、电子侦察和干扰普遍采用圆极化天线;2、在通信、雷达的极化分集工作和电子对抗等应用中广泛利用圆极化天线的旋向正交性；3、圆极化波入射到对称目标(如平面、球面等)时逆向旋转，因此圆极化天线应用于移动通信、GPS等能抑制雨雾干扰和抗多径反射。微带天线圆极化方法大致分为三类，分别为：（a）切角（b）准方形、近圆形、近等边三角形（c）表面开槽（d）带有调谐枝节（4）正交双馈、曲线微带型、行波阵圆极化枝节对天线性能的理论分析，除基于空腔模型的传统方法外，矩量法和时域有限差分法两种数值方法成为主流。快速多极子算法和遗传算法、神经网络的引

6、入加速了天线的优化。各种商用软件的开发使复杂天线的设计变得简单。当前圆极化微带天线的发展已不只是要求实现圆极化工作和保证带宽，而且要求小型化和双频段甚至多频段。三'研究的基本内容与拟解决的主要问题GPS接收天线的性能明显影响GPS接收机的应用效果。近些年发展起来的微带天线技术，以其良好的性能、纤小的体积和便于安装集成的结构等优良特性，引起天线设计者的关注。3.1研究的基本内容3.1.1微带天线的设计理论的分析与研究微带天线的分析与设计方法有多种，常用的有传输线模型法、谐振腔模型法、矩量法及吋域有限差分法等。其中，谐振腔模型

7、法是将微带贴片与接地板之间的空腔看成四周为磁壁、上下位电壁的谐振腔，可用于各种规则的贴片。本课题首先分析和比较各种设计方法，然后重点研究谐振腔模型法，并用来设计GPS微带贴片天线。3.1.2GPS天线单元的设计天线单元的设计主要是根据GPS天线所需的参数如，频点、极化方向和输岀阻抗等，来解决天线的理论设计，包括天线的形状、尺寸以及所用的材料等。天线单元这些参数的设定主要是根据天线的基础知识、天线设计的理论如谐振腔模型法和简并分离理论等知识综合得岀的。3.1.3GPS天线单元的仿真与优化即使天线单元的设计已经完成，但也不能保

8、证天线的各个参数都符合要求，因此需要对所设计的天线进行仿真和优化。随着计算机辅助设计的广泛应用，利用计算机软件来仿真优化天线变得越来越简单。本课题主要使用Ansoft公司的HFSS完成对所设计天线的仿真和优化。3.2拟解决的主要问题（1）天线增益：增益是天线的主要参数之一，直接影响天线的抗干扰性能。（2