《表1 天线结构尺寸(单位:mm)》

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《小型化抗干扰导航天线研究》


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在导航系统中,接收机一般需要接收4颗及以上卫星的导航信号才能实现精确定位。由于卫星的位置在时刻变化,因此接收机中的圆极化天线的轴比波瓣宽度特性对极化匹配特性有重要影响。为了在实现小型化设计的同时展宽轴比波瓣宽度,文献[3]中LUO Yu等人提出将两对平行的电偶极子放置成方形结构,并保持每对电偶极子的间距约为0.4λ0,此时天线辐射的Eφ分量方向图与Eθ分量方向图接近,实现了126°的3-d B轴比波瓣宽度。为了进一步缩小天线尺寸,文献[4]提出采用弯折的电偶极子代替直线型电偶极子,将天线尺寸进一步缩小约34%,同时将轴比波瓣宽度展宽至135°。然而,这两款天线均为双向辐射,为了解决其双向辐射的问题,提出采用微带天线等效的磁偶极子取代电偶极子的方式,同时通过引入开槽和加载耦合短路贴片的方式,等效于弯折磁偶极子,可同时实现小型化和轴比波瓣宽度的展宽[5]。在笔者前期工作的基础上,通过改进T形耦合贴片,进一步降低天线谐振频率,从而缩小天线尺寸。图1所示为笔者设计的天线结构图,该天线采用探针双馈方式,馈电探针连接至地板下方的威尔金森功分网络实现正交馈电,具有良好的圆极化辐射特性。天线工作在GPS-L1频带(1575MHz±10MHz),天线辐射层的介质基板相对介电常数仅为εr=3.5,功分网络层的介质基板相对介电常数为εr=4.4,辐射层和功分网络层的介质基板厚度分别为4mm和1mm,该天线的辐射体的平面尺寸仅为34.3mm×34.3mm,天线尺寸仅为0.18λ0×0.18λ0。表1给出了天线的结构参数。