多频双圆极化北斗天线设计
2022年电子技术应用第10期
周 涛，张 豪，边 成，李灏一
四川九洲电器集团有限责任公司，四川 绵阳621050
摘要：设计了一款应用于北斗导航系统的新型小型化圆极化天线。天线采用多层层叠结构设计辐射单元和馈电网络,将B3频段、B1频段、L频段、S频段集成为一个单元。上层天线采用单馈切角形式，实现S波段的右旋圆极化，中间层采用3 dB定向耦合器馈电分别实现B1和L的右旋和左旋圆极化，底层采用威尔金森功分器双馈实现B3的圆极化，天线尺寸仅60 mm×60 mm×21.6 mm。仿真结果和实测结果指标均满足北斗导航系统对天线性能的要求。
中图分类号：TN82
文献标识码：A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.223312
中文引用格式：周涛，张豪，边成，等. 多频双圆极化北斗天线设计[J].电子技术应用，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.
文献标识码：A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.223312
中文引用格式：周涛，张豪，边成，等. 多频双圆极化北斗天线设计[J].电子技术应用，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
北斗系统作为由我国自主研发的新一代卫星导航系统，在政治、军事、科技、文化等方面都具有重要意义[1-2]。天线作为射频前端，相当于整个系统的耳目，它的性能好坏将直接影响卫星导航系统的优劣。在卫导天线的设计中，微带天线因其成本低、结构简单、尺寸小等优势，成为终端导航设备天线的研究热点[3]。在北斗天线的工程应用中，多频段小型化是天线设计的重点和难点[4-5]，多频圆极化微带天线的实现方法通常有：采用堆叠结构实现多频圆极化、多元法实现多频圆极化、采用缝隙加载实现多频圆极化、通过加载臂结构实现多频圆极化等[6-8]。
本文采用堆叠结构实现多频圆极化，实现B3、B1、L、S频段的圆极化辐射，其中B3、B1、S为右旋圆极化，L为左旋圆极化。对于多频段的圆极化天线，相关领域的研究多为天线的辐射体设计[9-12]，很少有研究小型化情况下的多端口馈线设计实际问题[12-13]。在实际使用中多频段存在同时工作的情况，因而多端口输出是工程研制中必须处理的问题。本文研制的多频双圆极化天线在60 mm×60 mm×21.6 mm的尺寸下实现多端口独立输出，仿真和实测结果表明该天线性能良好，各项指标满足北斗系统对天线性能的要求。
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作者信息：
周 涛，张 豪，边 成，李灏一
(四川九洲电器集团有限责任公司，四川 绵阳621050)
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