小型化多频段圆极化北斗天线的设计

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1、分类号TN82密级公开UDC654编号10299S1308018硕士学位论文小型化多频段圆极化北斗天线的设计DesignofMiniaturizedMulti-BandCircularlyPolarizedBeidouAntenna指导教师王洪金副教授作者姓名张辉申请学位级别工学硕士专业名称通信与信息系统论文提交日期2016年4月论文答辩日期2016年6月学位授予单位和日期江苏大学2016年6月答辩委员会主席朱娜教授评阅人______________2016年4月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中

2、已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊（光盘版）电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入

3、《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布（包括刊登）授权江苏大学研究生院办理。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日江苏大学硕士学位论文摘要随着北斗卫星导航系统建设的逐步推进，对用户终端设备的需求也越来越广泛。考虑到终端设备的便携性要求、卫星信号的圆极化特性和北斗系统多频段传输信号的特点，便携式终端设备的天线也应具有小型化、多频段和圆极化的特点。因此在北斗用户终端设备中小型化多频段圆极化天线占有非常重要的地位，加强对小

4、型化多频段圆极化北斗天线的研究势在必行。本文在分析比较目前典型的小型化、多频段和圆极化微带天线设计方法的基础上，完成了两款小型化多频段圆极化北斗终端微带天线的设计。设计了覆盖BDS-2B1、BDS-1L和S三个频段、具有两个独立的馈电点和三层贴片层叠结构的天线。通过在天线的正方形贴片上切角实现圆极化，在传统馈电方式的基础上使用两个独立的馈电点来实现双圆极化，并且引入了金属化通孔来增大共地端口的隔离度，通过在正方形贴片四边的中心位置开等长度的细缝来实现小型化。文中分析了天线结构的设计过程，仿真分析了天线主要结构参数对天线性能的影响，根据分析结论并通过仿真优化确定了

5、天线结构参数的最佳值。天线的最终尺寸为50mm×50mm×4.8mm（0.26λ×0.26λ×0.025λ），与同类天线相比，不仅覆盖了北斗系统导航定位和短报文通信的三个频段，而且天线体积显著减小，另外天线结构简单，加工和材料成本较低。根据仿真结构，对天线进行了加工并测试。仿真与测试结果表明天线在各个频段的各项指标均基本满足北斗终端设备对天线性能的要求。设计了覆盖BDS-2B1和B3两个频段，具有单个馈电点和双层贴片层叠结构的天线。天线通过在圆形贴片上开不同长度的缝隙引入微扰的方式实现圆极化，同时引入了CSRR结构进一步减小了天线的体积。天线的最终尺寸为60mm

6、×60mm×5.8mm（0.254λ×0.254λ×0.025λ），与同类天线相比，不仅覆盖了北斗系统导航定位的两个频段，而且天线体积显著减小。仿真与测试结果表明天线在每个频段都具有良好的阻抗匹配特性，天线的轴比和增益均基本满足设计的指标要求。关键词：北斗系统；微带天线；圆极化；多频段；小型化；CSRR结构I江苏大学硕士学位论文AbstractWiththestepbystepconstructionofBeiDouNavigationSatelliteSystem,thedemandforuserterminalequipmentisbecomingmorea

7、ndmorewidely.Consideringtherequirementsofterminalequipmentportability,circularpolarizationcharacteristicofsatellitesignalsandmulti-bandsignaltransmissionofBeidouSystem,theantennaofportableterminaldeviceshouldalsohavethecharacteristicsofminiaturization,multi-bandandcircularpolarizatio

8、n.Thereforem