星软车载GPS终端安装步骤及注意事项: 一、终端主电源的查找与接法 1、六芯电源线、红(火线黑(零线蓝(ACC发动机开关检测白(断油电绿、 灰紧急报警按钮正负极。 2、四芯功能、红色火线、黑色负极、紫色装卸料监测、黄色超速车内报警信号。 3、主电源的查找与接线、首先将小夹子夹在汽车铁架子上,汽车搭铁点或者直接夹在 汽车电源负极上,保证接触良好(车辆启动钥匙拔出,找出车辆较粗的主电源线,然后将测试笔的金属尖端插入与测试线相接触,如果测试笔的灯亮电压稳定车辆无异常,表明该测试线有电,可作为终端主电源接红色线,全车身是电瓶负极(零线接黑色线(最好查找到负极根部作为负极连接点,蓝色为发动机开关检测ACC,其它功能线截短用绝源胶带包扎好备用。 4、ACC查找、首先将小夹子夹在汽车铁架子上,然后将测试笔的金属尖端与测试线相 接触,车钥匙向前扭一档如果测试笔的灯亮钥匙复位测试笔的灯亮即灭,则是ACC 接蓝色线。 二、终端设备位置和固定 1、终端固定、小型轿车通常可以安装在车辆左边(正驾驶驾驶台下方;仪表盘内侧; 驾驶台中间(收音机内侧;车辆右边(副驾驶;正、副驾驶座位下(车况较差的车不建议安装易进水导致GPS终端短路烧毁,严重导致车辆自燃;后排座位下;后备箱左
右夹层内。终端设备要求放置在隐蔽、防雨淋、防高温、不容易维修拆卸车辆固件上、并用魔术胶贴尼龙扎带双保险固定。 2、GPS/GSM天线、应尽量放置在上方无铁部件遮挡、天线正面朝上、用自带胶或魔术 胶、尼龙扎带固定,走线应避免和其它线路互相缠绕,应单独走线和扎线以免产生干扰,并用塑带或尼龙扎带固定引到主机位置。贴有防爆膜的车辆,GPS/GSM天线要引出车外,一般引出置车头处或档风玻璃雨刷饰板内。 3、LCD显示屏、安装LCD屏应放置在前挡风玻璃左角右角,尽量靠近边缘不影响驾驶 视线,大型货车可放置驾驶台中间,应单独走线和扎线以免产生干扰。 4、安装麦克风、把麦克风装置于左A柱上方近遮阳板处(尽量靠近驾驶员,以免在对 讲时产生回音和空间距离感,走线应避免和其它线路互相缠绕,引线不能与其它线路互相缠绕,应单独走线和扎线以免产生干扰,由于麦克风引线细小,注意在安装时要避免引线损坏。 5、外置语音喇叭、根据客户要求可安装在驾驶台LCD屏底座用魔术胶黏贴、方向盘下 方车架上用魔术胶尼龙扎带固定。 6、安装紧急按扭、要求紧急按扭的安装位置,则根据隐蔽的原则或车主要求选定位置, 方便紧急按、触,按压式需在选定位置处打孔安装。
.. .. .. 矩形微带贴片天线的仿真设计 实验目的：运用HFSS的仿真能力对矩形微带天线进行仿真 实验容：矩形微带天线仿真：工作频率7.55GHz 天线结构尺寸如表所示： 名称起点尺寸类型材料 Sub -14.05，-16，0 28.1，32，0.794 Box Rogers 5880 （tm）GND -14.05，-16，-0.05 28.1，32，0.05 Box pec Patch -6.225，-8，0.794 12.45 , 16, 0.05 Box pec MSLine -3.1125，-8，0.794 2.49 , -8 , 0.05 Box pec Port -3.1125，-16，-0.05 2.49 ,0, 0.894 Rectangle Air -40，-40，-20 80，80，40 Box Vacumn 一、新建文件、重命名、保存、环境设置。 （1）、菜单栏File>>save as,输入0841，点击保存。 （2）. 设置激励终端求解方式：菜单栏HFSS>Solution type>Driven Termin ，点击OK。
（3）、设置模型单位：3D Modeler>Units选择mm ，点击OK。 （4）、菜单栏Tools>>Options>>Modeler Options,勾选”Edit properties of new pri”, 点击OK。 二、建立微带天线模型 (1)、插入模型设计 （2）、重命名
输入0841 (3)点击创建GND,起始点：x:-14.05，y:-16，z:-0.05，dx:28.1,dy:32,dz:0.05 修改名称为GND, 修改材料属性为 pec， (4)介质基片：点击，：x:-14.05，y:-16，z:0。dx: 28.1，dy: 32，dz: 0.794， 修 改名称为Sub，修改材料属性为Rogers RT/Duriod 5880，修改颜色为绿色，透明度0.4。
PBG结构的微带贴片天线设计 由于微带贴片天线具有体积小、重量轻、低剖面、易加工、共形等优点，所以在军事和民用方面都有着广泛的应用前景。众所周知，集成电路的基底是一些高介电常数材料，而微带贴片天线在低介电常数基底上才能获得最佳性能。位于高介电常数基底的贴片天线由于表面波的损耗辐射效率很低，并且频率带宽极窄，当应用的频率变高时这种情况更加突出，导致贴片天线的增益和效率下降，并且在阵列情况下还会有高的交叉极化电平和互耦电平。 为了实现微带贴片天线的集成化，同时避免昂贵的基底混合技术，就必须在高介电常数基底上实现高效率的贴片天线。近年来出现的新型光子晶体贴片天线能够较好地改善以高介电常数介质为基底的贴片天线的性能。光子晶体贴片天线是指基于光子晶体的贴片天线。所谓光子晶体，或称PBG材料，是指将高介电常数的介质周期性的放置所产生的一种人工电磁晶体，该电磁晶体的表面波波矢图在某一频率范围内出现一个频率禁带，简称禁带。通过在贴片天线中人为的引入光子晶体结构，并利用光子晶体的禁带效应，抑制沿基底传播的表面波，增加天线辐射到空间的电磁波，从而改善天线的性能。 本文所采用的高阻抗表面型PBG结构具有结构紧凑、带隙性能好、可以集成等优点，在天线的设计中得到了广泛的应用。 1 PBG天线设计 本文设计的矩形贴片天线，是中心频率为10 GHz的矩形微带天线(辐射元为矩形)，馈电方式选为中心侧馈。采用ROGER3010材料做为基板，厚度h=1．28 mm，相对介电常数=10．2。矩形贴片的尺寸为L×W。贴片单元的尺寸由经验公式计算可以得出： 利用ADS自带的计算传输线的软件LineCalc来计算传输线的宽度ω=0．162 mm。PBG材料的设计首先利用等效媒质模型得到初始的参数，更准确的参数则通过全波数值仿真获得。由于高阻抗表面PBG结构的周期大小远小于工作波长，适合用集总电路元件(电容、电感)组成的等效LC并联谐振电路来描述其电磁特性。像电路滤波器一样阻止沿表面传输的电流。如前所述，蘑菇型高阻抗表面相邻贴片间的电容效应(介质基片既起着支撑作用，又达到增强电容的效果)，与金属过孔的等效电感组成集中参数的并联谐振电路。这里有高阻面的设计公式： 式中：εr是介质的介电常数；t是高阻面的高度；g是周期间距；ω是单元边长；a为周期。最后得到的设计结果是，ω=1．73 mm，g=0．22 mm()。 2 建模与仿真 根据设计的PBG天线的结构，在HFSS中建模并仿真。模型图 仿真得到的反射系数图。 可以看到回波损耗小于-10 dB的带宽约为600 MHz，参考天线谐振频率为9．96 GHz，PBG 微带天线谐振频率为10．05 GHz。PBG天线的谐振频率比参考天线略高，这是因为二者之间的耦合造成的。二者在9．99 GHz具有相同的反射系数-21．28 dB，在这个频率上仿真得到其方向图。可以看到PBG结构使方向性有所增强，天线的增益大约提高0．53 dB。PBG贴片
GPS车载终端安装技术规范 由于车载卫星定位系统属高精密设备产品，必须要有一个良好稳定的工作环境，才能充分发挥其优良的工作性能，所以在安装过程中对其安装的方法和安装位置的确定至关重要。对于各种车型的不同，其安装位置和方法也不尽相同，要安装好一套车载定位设备，既要对设备配置熟悉又要对车辆情况有一定的了解。 首先要了解车载卫星定位系统总体结构和原理，系统主要是利用3星定位原理通过主机接收并处理GPS定位信息，由GPRS数字移动通信系统将GPS定位信息送到调度中心实施监控。车载式卫星定位系统的主要构成部分：车载终端（车台）、LCD显示屏、通话手柄、GPS天线、GSM天线、报警控制器以及其它选配附件和连线等；其次是要了解车辆车型及车辆结构，目前国内路面上行使机动车辆种类大致可分为轿车、面包车、中小型货车及大型半挂牵引集装厢车等车型。 车载设备主要技术参数： ◆工作电压：直流12V或24V ◆工作电流：200mA（待机状态） ◆频率范围：GPS 15750.42 MHz ◆通信速率：9600bps ◆定位精度：25m （无SA、无差分2σ） ◆速度精度：≤0.2m/s ◆动态特性：不小于4g ◆通讯范围：短消息已开通的GSM全网
下面详细介绍A VLS-80型车载卫星定位终端在各种车型中安装方法和安装位置。 ＊安装时所需工具： 小型电钻一把；十字、一字改锥各一把；万用表（或汽车试电笔0～24V）一个（支）；尖嘴钳、老虎钳、剥线钳或剪刀一把；Φ10圆锉一把；记号笔一支； ＊安装时所需耗材： Φ3、Φ5钻头若干；绝缘胶布、双面贴、扎线带、螺丝（Φ4×15㎜自攻、Φ4×10㎜自攻、Φ5×15㎜带螺母平头、Φ5×10㎜带螺母平头螺丝及配套垫片）若干； 一．轿车系列： 车台： 由于车台抗干扰性较弱，易受外界各种信号的干扰，从而影响车台的工作稳定性，而轿车均为发动机前置结构，在行驶过程中，其缸体上的火花塞会不断产生各种不同频段的电磁波，特别是高压点火线圈也位于发动机室内，且离驾驶室很近，它也会在工作时不断产生杂乱的高频电磁波，而且干扰强度有甚于火花塞的干扰。另外，霍尔传感器、分电器、信号放大器、仪表盘内的转速表等车辆配置均是依靠高压脉冲感应原理来工作的，也会产生不同程度的干扰信号。如果将车台安装在车辆前部将严重遭受这些电磁波的干扰而影响车台正常工
实验一：微带天线的设计与仿真 一、实验步骤、仿真结果分析及优化 1、原理分析： 本微带天线采用矩形微带贴片来进行设计。 假设要设计一个在2.5GHz 附近工作的微带天线。我采用的介质基片， εr= 9.8, h=1.27mm 。理由是它的介电系数和厚度适中，在2.5GHz 附近能达到较高的天线效率。并且带宽相对较高。 由公式：2 /1212-?? ? ??+= r r f c W ε=25.82mm 贴片宽度经计算为25.82mm 。 2 /1121212 1-?? ? ?? +-+ += w h r r e εεε=8.889； ()()()()8.0/258.0264.0/3.0412.0+-++=?h w h w h l e e εε ?l=0.543mm ； 可以得到矩形贴片长度为： l f c L e r ?-= 22ε=18.08mm 馈电点距上边角的距离z 计算如下： ) 2( cos 2 ) (cos 2)(5010 22z R z G z Y e r in ?===λεπβ 2 20 90W R r λ= （0λ< 计算结果：在这类介质板上，2.5GHz 时候50Ω传输线的宽度为1.212mm 。 2、计算 基于ADS 系统的一个比较大的弱点：计算仿真速度慢。特别是在layout 下的速度令人 无法承受，所以先在sonnet 下来进行初步快速仿真。判断计算值是否能符合事实。 sonnet 中的仿真电路图如下： S11图象如下： 可见，按照公式计算出来的数据大致符合事实上模拟出来的结果。但是发现中心频率发生了偏移，这主要是由于公式中很多的近似引起的。主要的近似是下面公式引起 2 20 90W R r λ= （0λ< 基于HFSS矩形微带贴片天线的仿真设计 实验目的：运用HFSS的仿真能力对矩形微带天线进行仿真实验内容：矩形微带天线仿真：工作频率 天线结构尺寸如表所示: 一、新建文件、重命名、保存、环境设置。 （1）、菜单栏File?save as,输入Antenna,点击保存。 （2）.设置激励终端求解方式：菜单栏HFSS>Solution type>Driven Termin ，点击OK （3）、设置模型单位：3D Modeler>Units 选择mm,点击OK （4）、菜单栏Tools>>Options>>Modeler Options, 勾选” Edit properties of new pri ” ,点击OK 二、建立微带天线模型 （1）点击三仓U 建GND,起始点：x:0 ，y:0 ，z: ，dx:,dy:32,dz: (2) 介质基片：点击 ：比，：x:0, y:0 , z:0。dx: , dy: 32 , dz:-, 修改名称为Sub,修改 材料属性为 Rogers RT/Duriod 5880，修改颜色为绿色 点击OK (3) 建立天线模型patch ， 点击^已，x:,y: 8, z:0 ，dx: ，dy: 16 ，dz: 命名为patch ，点击OK (4) 建立天线模型微带线 MSLine 点击’硏，x:,y: 0, ,z: 0 ， dx: ，dy: 8 ，dz:， 命名为MSLine,材料pec,透明度 选中 Patch 和 MSLine,点击 Modeler>Boolean>Unite (5) 、建立端口。创建供设置端口用的矩形，该矩形连接馈线与地 Modeler>Grid Plane>XZ ，或者设置回厂刁冈 习 点击 e ，创建Port 。命名为port 双击 Port 下方 CreatRectangle 输入：起始点：x: ，y: 0，z:-，尺寸：dx: ，dy: 0 ，dz: (6) 、创建 Air 。 点击1 ，x:-5 ，y:-5 ，z:， dx:, dy:42, dz: 修改名字为Air ，透明度. 三、设置边界条件和端口激励。 (1)设置理想金属边界：选择 GND 右击Assign Boundaries>>Pefect E 将理想边界命名为：PerfE_GND ，点击OK (2)、设置边界条件：选择 Port ，点击 Assign Boundaries>>Pefect E 在对话框中将其命名为 PerfE_Patch ，点击0K ，透明度。 修改名称为GND,修改材料属性为pec , GPS车载终端安装技术规X 由于车载卫星定位系统属高精密设备产品，必须要有一个良好稳定的工作环境，才能充分发挥其优良的工作性能，所以在安装过程中对其安装的方法和安装位置的确定至关重要。对于各种车型的不同，其安装位置和方法也不尽相同，要安装好一套车载定位设备，既要对设备配置熟悉又要对车辆情况有一定的了解。 首先要了解车载卫星定位系统总体结构和原理，系统主要是利用3星定位原理通过主机接收并处理GPS定位信息，由GPRS数字移动通信系统将GPS定位信息送到调度中心实施监控。车载式卫星定位系统的主要构成部分：车载终端（车台）、LCD显示屏、通话手柄、GPS天线、GSM天线、报警控制器以及其它选配附件和连线等；其次是要了解车辆车型及车辆结构，目前国内路面上行使机动车辆种类大致可分为轿车、面包车、中小型货车及大型半挂牵引集装厢车等车型。 车载设备主要技术参数： ◆工作电压：直流12V或24V ◆工作电流：200mA（待机状态） ◆频率X围：GPS 15750.42 MHz ◆通信速率：9600bps ◆定位精度：25m （无SA、无差分2σ） ◆速度精度：≤0.2m/s ◆动态特性：不小于4g ◆通讯X围：短消息已开通的GSM全网 下面详细介绍A VLS-80型车载卫星定位终端在各种车型中安装方法和安装位置。 ＊安装时所需工具： 小型电钻一把；十字、一字改锥各一把；万用表（或汽车试电笔0～24V）一个（支）；尖嘴钳、老虎钳、剥线钳或剪刀一把；Φ10圆锉一把；记号笔一支； ＊安装时所需耗材： Φ3、Φ5钻头若干；绝缘胶布、双面贴、扎线带、螺丝（Φ4×15㎜自攻、Φ4×10㎜自攻、Φ5×15㎜带螺母平头、Φ5×10㎜带螺母平头螺丝及配套垫片）若干； 一．轿车系列： 车台： 由于车台抗干扰性较弱，易受外界各种信号的干扰，从而影响车台的工作稳定性，而轿车均为发动机前置结构，在行驶过程中，其缸体上的火花塞会不断产生各种不同频段的电磁波，特别是高压点火线圈也位于发动机室内，且离驾驶室很近，它也会在工作时不断产生杂乱的高频电磁波，而且干扰强度有甚于火花塞的干扰。另外，霍尔传感器、分电器、信号放大器、仪表盘内的转速表等车辆配置均是依靠高压脉冲感应原理来工作的，也会产生不同程度的干扰信号。如果将车台安装在车辆前部将严重遭受这些电磁波的干扰而影响车台正常工 太原理工大学现代科技学院 微波技术与天线课程设计 设计题目：微带天线仿真设计（5） 专业班级 学号 姓名 指导老师 专业班级 学号 姓名 成绩 设计题目：微带天线仿真设计（5） 一、设计目的： 通过仿真了解微带天线设计 二、设计原理： 1、微带天线的结构 微带天线是由一块厚度远小于波长的介质板（成为介质基片）和（用印刷电路或微波集成技术）覆盖在他的两面上的金属片构成的，其中完全覆盖介质板一片称为接触板，而尺寸可以和波长想比拟的另一片称为辐射元。 微带天线的馈电方式分为两种，如图所示。一种是侧面馈电，也就是馈电网络与辐射元刻制在同一表面；另一种是底馈，就是以同轴线的外导体直接与接地板相连，内导体穿过接地板和介质基片与辐射元相接。 微带天线的馈电 （a ）侧馈 （b ）底馈 2、微带天线的辐射原理 用传输线模分析法介绍矩形微带天线的辐射原理。矩形贴片天线如图： … …………… …… …… …… … …装 …… …… …… …… … …… …… …… 订… …… … …… …… …… …… …… … …线 …… …… …… …… … …… …… …… 设辐射元的长为L，宽为ω，介质基片的厚度为h。现将辐射元、介质基片和接地板视为一段长为L的微带传输线，在传输线的两端断开形成开路，根据微带传输线的理论，由于基片厚度h<<λ，场沿h方向均匀分布。在最简单的情况下，场沿宽度ω方向也没有变化，而仅在长度方向（L≈λ/2)有变化。在开路两端的电场均可以分解为相对于接地板的垂直分量和水平分量，两垂直分量方向相反，水平分量方向相同，因而在垂直于接地板的方向，两水平分量电场所产生的远区场同向叠加，而两垂直分量所产生的场反相相消。因此，两开路端的水平分量可以等效为无限大平面上同相激励的两个缝隙，缝的电场方向与长边垂直，并沿长边ω均匀分布。缝的宽度△L≈h，长度为ω，两缝间距为L≈λ/2。这就是说，微带天线的辐射可以等效为有两个缝隙所组成的二元阵列。 经过查阅资料，可以知道微带天线的波瓣较宽，方向系数较低，这正是微带天线的缺点，除此之外，微带天线的缺点还有频带窄、损耗大、交叉极化大、单个微带天线的功率容量小等.在这个课设中，借助EDA仿真软件Ansoft HFSS进行设计和仿真。Ansoft公司推出的基于电磁场有限元方法（FEM）的分析微波工程问题的三维电磁仿真软件，Ansoft HFSS 以其无与伦比的仿真精度和可靠性，快捷的仿真速度，方便易用的操作界面，稳定成熟的自适应网格剖分技术，使其成为高频结构设计的首选工具和行业标准，并已广泛应用于航 车载GPS定位器（GT02）通信格式说明 一、定位信息容（终端 服务器） 终端ID： 十六进制，GT02采用的是终端的15位IMEI号作为终端ID。例IMEI号为3456，则终端ID为：0x01 0x23 0x45 0x67 0x89 0x12 0x34 0x56. 信息序列号: 开机后发送的第一条GPRS数据（包括心跳包和定位数据）序列号为‘1’，之后每次发送数据（包括心跳包和定位数据）序列号都自动加1 信息容部分 1、日期时间 表示这条定位信息的时间，六个字节的分配如下： 表四 2、纬度 占用4个字节，表示定位数据的纬度值。数值围0至162000000，表示0度到90度的围，单位：1/500秒，转换方法如下： 1、把GPS模块输出的经纬度值转化成以分为单位的小数； 2、把转化后的小数乘以30000，把相乘的结果转换成16进制数即可 如22°32.7658′，（22*60+32.7658）*30000 = 40582974，然后转换成十六进制数为0x026B3F3E。 3、经度 占用4个字节，表示定位数据的经度值。数值围0至324000000，表示0度到180度的围，单位：1/500秒，转换方法和纬度的转换方法一致。 4、速度 占用1个字节，表示GPS的运行速度，表示围0～255，单位：公里/小时， 5、航向 占用2个字节，表示GPS的运行方向，表示围0～360，单位：度，以正北为0度,顺时针。 6、保留字节 3字节全为0. 7、状态位 占用4个字节，用来表示手机的各种状态信息。把4个字节看作32位，最低位为0位，最高位为31位，传送时先传送高位，再传送低位。各位代表的具体含义如下： 高位低位 实验七微带贴片天线的设计与仿真 一、实验目的 1.设计一个微带贴片天线 2..查看并分析该微带贴片天线的 二、实验设备 装有HFSS 13.0软件的笔记本电脑一台 三、实验原理 传输线模分析法求微带贴片天线的辐射原理如下图所示： 设辐射元的长为L，宽为ω，介质基片的厚度为h。现将辐射元、介质基片和接地板视为一段长为L的微带传输线，在传输线的两端断开形成开路，根据微带传输线的理论，由于基片厚度h<<λ，场沿h方向均匀分布。在最简单的情况下，场沿宽度ω方向也没有变化，而仅在长度方向(L≈λ/2)有变化。 在开路两端的电场均可以分解为相对于接地板的垂直分量和水平分量，两垂直分量方向相反，水平分量方向相同，因而在垂直于接地板的方向，两水平分量电场所产生的远区场同向叠加，而两垂直分量所产生的场反相相消。因此，两开路端的水平分量可以等效为无限大平面上同相激励的两个缝隙，缝的电场方向与长边垂直，并沿长边ω均匀分布。缝的宽度 △L≈h，长度为ω，两缝间距为L≈λ/2。这就是说，微带天线的辐射可以等效为有两个缝隙所组成的二元阵列。 四、实验内容 利用HFSS软件设计一个右手圆极化天线，此天线通过微带结构实现。中心频率为2.45GHz，选用介质基片R04003，其介电常数为εr=2.38，厚度为h =5mm。最后得到反射系数和三维方向图的仿真结果。 五、实验步骤 1.建立新工程 了方便建立模型，在Tool>Options>HFSS Options中讲Duplicate Boundaries with geometry 复选框选中。 2.将求解类型设置为激励求解类型： （1）在菜单栏中点击HFSS>Solution Type。 （2）在弹出的Solution Type窗口中 (a)选择Driven Modal。 (b)点击OK按钮。 3.设置模型单位 （1）在菜单栏中点击3D Modeler>Units。 （2）在设置单位窗口中选择：mm。 4.创建微带天线模型 （1）创建Ground Plane。 创建矩形模型，起始点的坐标：X：-45，Y：-45，Z：0.0；长、宽：dX：90，dY：90，dZ：0.0 （2）为Ground Plane设置理想金属边界，将理想边界命名为PerfE_Ground。 （3）建立介质基片。 创建长方体模型Substrate，长方体的起始点位置坐标：X：-22.5，Y：-22.5，Z：0.0；长方体X、Y、Z三个方向的尺寸：dX：45，dY：45，dZ：5；将材料设置为RogersR04003，将颜色设置为绿色。 （4）建立Patch。 燕山大学 课程设计说明书 题目: 基于ADS的矩形微带贴片天线的设计 学院（系）：理学院 年级专业：电子信息科学与技术13 学号： 学生姓名：张凤麒任春宇 指导教师：徐天赋 教师职称：副教授 燕山大学课程设计（论文）任务书 院（系）：理学院基层教学单位：电子信息科学与技术13 说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。年月日燕山大学课程设计评审意见表 基于ADS的矩形微带贴片天线设计 The Design of Rectangular microstrip patch antenna with ADS 摘要：本文研究了通信系统中的矩形微带贴片天线。首先介绍了矩形微带贴片的背景及微带馈电的设计考虑。使用了安捷伦辅助仿真工具ADS对2GHz矩形微带贴片天线结构及相应的参数进行了设置仿真及优化，尽可能达到其相应的技术指标。 Abstract：This paper studies the rectangular microstrip patch antenna in communication system. Firstly, the background of rectangular microstrip patch and the design considerations of microstrip feed are introduced. The microstrip patch antenna structure and corresponding parameters of 2GHz rectangular microstrip patch antenna are simulated and optimized by ADS, and the corresponding technical index is reached as far as possible. 关键词：矩形微带贴片天线 ADS 设计 Keyword：Rectangular microstrip patch antenna ADS design 一.矩形微带贴片天线的背景 微带贴片天线由于具有质量轻、体积小，易于制造等优点，现今已经广泛应用于个人无线通信中。微带贴片天线由接地板、介质基片和介质基片上的辐射贴片构成的，其中辐射贴片可以是任意的几何形状，但是只有有限的几何形状能计算出辐射特性，比如矩形，圆形，椭圆形，三角形、半圆形、正方形等比较规则的几何形状，其中矩形和圆形贴片的研究最多，可以作为单独的天线使用也可以作为阵元使用。当然在实际应用中，也有矩形和圆形贴片达不到要求的情况，这就促使了人们对各种几何形状微带贴片天线的研究。本文选用矩形贴片来研究微带天线。 北斗卫星定位车载终端技术方案 三、技术原理 北斗卫星导航系统是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统（CNSS），是除美国的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗卫星导航系统为用户提供高质量的定位、导航和授时服务，其建设与发展则遵循开放性、自主性、兼容性、渐进性。北斗卫星定位车载终端采用了多模块化、组合式优化设计，内置高性能芯片，各模块之间的接口采用标准接口，充分利用系统平台、移动通讯网络、因特网络，将汽车行驶记录仪、卫星定位、卫星导航、油耗检测功能集于一体，通过无线数据通讯接口（GSM、GPRS、CDMA）和GPS接口，能与监控中心系统进行数据通信和移动位置的定位，能够满足用户的多种需求。 除具有传统行驶记录仪的功能外增加了定位导航、监控跟踪、数据实时传送、油耗检测等功能，并且能够实现对车辆实时监管、调度，遇险报警远程网络监控，彻底改变了现有汽车行驶记录仪只能实地监管、事后监督的弊端；GPS/北斗2双模卫星定位模块，可以灵活配置信号处理通道工作于单GPS模式，或单北斗2模式，或GPS/北斗2混合模式；兼容目前现有的GPS单模定位，且能实现双模捕获、双模跟踪更加智能化、集成化。因此，基于以上原理设计的卫星车载终端监控系统，大大超出了传统行驶记录仪的功能，具有极为光明的发展前景。 四、设计方案 （一）设计原则 1、先进性和适用性相结合 系统采用成熟的高新科技，以目前较为先进的方法实现需要的功能，保证系统具有深厚的发展潜力，在相当长的时间内具有领先水平。 2、通用性和安全性相结合 在系统设计过程中，均留有相应的通信接口，系统的各个模块构成一个有机的整体。系统数据库中的各种数据在交换和共享的过程中，充分考虑到了系统的安全性。对每一个用户的权限有严格的认证（司机卡身份识别）体制，对每一个用户的权限进行分级控制和限定。 《现代电子电路》课程设计题目矩形微带天线的设计与仿真 单位（院、系）：信息工程学院 学科专业: 电子与通信工程 学号：416114410159 姓名：曾永安 时间：2011.4.25 矩形微带天线的设计与仿真 学科专业：电子与通信工程学号：416114410159 姓名：曾永安指导老师：吴毅强 摘要：本文介绍了一种谢振频率为2.45GHz，天线输入阻抗为50Ω的使用同轴线馈电的矩形微带天线。通过HFSS V10软件对该天线进行仿真、优化，最终得到最佳性能。 关键词：HFSS，微带线，天线 Design and Simulation of Rectangular Microstrip Antenna Abstract:This paper introduces a rectangular microstrip antenna which works at resonance frequency of 2.45GHz and antenna input impedance of 50Ω and is fed by coaxial cable. The model of the antenna is set up a nd simulated by ANSOFT HFSS V10 ,and the optimal parameters of the microstrip antenna are obtained as well. Key words:HFSS,Microstrip,Antenna 1.引言 微带天线的概念首先是由Deschamps于1953年提出来的，经过20多年的发展，Munson和Howell于20世纪70年代初期制造了实际的微带天线。微带天线结构简单,体积小,能与载体共形, 能和有源器件、电路等集成为统一的整体,已被大量应用于100MHz～100GHz宽频域上的无线电设备中, 特别是在飞行器和地面便携式设备中得到了广泛应用。微带天线的特征是: 比通常的微波天线有更多的物理参数, 可以有任意的几何形状和尺寸；能够提供50Ω输入阻抗,不需要匹配电路或变换器；比较容易精确制造, 可重复性较好；可通过耦合馈电, 天线和RF电路不需要物理连接；较易将发射和接收信号频段分开；辐射方向图具有各向同性。本文设计的矩形微带天线工作于ISM频段，其中心频率为2.45GHz；无线局域网、蓝牙、ZigBee等无线网络均可工作在该频段上。选用的介质板材为Rogers R04003，其相对介电常数εr=3.38,厚度h=5mm；天线使用同轴线馈电。 2.微带贴片天线理论分析 图1是一个简单的微带贴片天线的结构，由辐射元、介质层和参考地三部分组成。与天线性能相关的参数包括辐射元的长度L、辐射元的宽度W、介质层的厚度h、介质的相对介电常数 r和损耗角正切tanδ、介质层的长度LG和宽度WG。图1所示的微带贴片天线采用微带线馈电，本文将要设计的矩形微带天线采用的是同轴线馈电，也就是将同轴线街头的内芯线穿过参考点和介质层与辐射元相连接。 图1 微带天线的结构 产品类型：GPS 车载终端 BE/A16C/1、BE/A16C/2、BE/A16C/3 视频处理芯片：DAVINCI 处理器 1为TI 非串口；2为TI 串口；3为海思串口 视频压缩标准：H.264 说明：后缀带/W 表示支持WCDMA 3G 网络 铝制外壳、设备体积小、功耗低 后缀带/C 表示支持CDMA-2000 3G 网络 典型应用：公交车、客运车、物流车、校车、 后缀带/T 表示支持TD-SCDMA 3G 网络 旅游车、危险货物运输车等移动监控领域 BE/A16C/ST 为 硬盘录像机 ①SD 存储卡插口；②SIM/UIM 卡插口； ③LAN ；④USB ；⑤指示灯。 ①设备保险丝；②无线网络天线接口； ③GPS 天线接口；④电源输入、车辆启动信 BE-A16C GPS 系列 产品简介 物理接口 订货型号 功能特性 ●内置3G 无线网络传输模块 ●内置GPS 定位模块 ●具备汽车启动、延时关机功能 ●支持定时开关机功能 ●提供专用的无线远程监控平台 ●支持4路 PAL/NTSC 制式视频信号输入 ●支持1路音频信号，音频信号独立实时压缩 ●文件记录有多种模式：定时录像、手动录像、 号输入、视频输入输出和摄像机电源接口； ⑤.行车信号输入、开关量或干节点输出、 模拟电压信号输入，RS232 总线接口， CAN 总线接口、RS485 总线接口集成端口 针脚定义 技术参数 设备型号贝尔科技BE-A16C系列 操作系统嵌入式RTOS操作系统 视频压缩标准H.264 预览分辨率PAL：704×576(4CIF)；NTSC：704×480(4CIF) 回放分辨率4CIF/DCIF/2CIF/CIF/QCIF 视频输入1/4路(PAL/NTSC自动识别；电平：1.0Vp-p，阻抗：75Ω)，视频输出1路(PAL/NTSC可选；电平：1.0Vp-p，阻抗：75Ω) 视频帧率PAL：1/16 ~ 25帧/秒；NTSC：1/16 ~ 30帧/秒 视频压缩码率32K ~ 2M可调，也可自定义，上限8M(单位：bps) 音频压缩标准OggVorbis 音频输入1/2路(电平：2.0~2.4Vp-p，阻抗：1000Ω) 音频输出1路(电平：2.0~2.4Vp-p，阻抗：600Ω) 码流类型可选择单一视频流或复合流 报警输入3路电平信号输入 报警输出1路开关量或干节点信号输出 无线网络传输模块内置，SMA天线接口 GPS定位内置高灵敏度GPS模块，SMA天线接口 数据存储SD卡存储支持最大容量32GB/硬盘存储支持最大容量500G 数据备份SD卡备份、USB备份 通讯接口LAN、USB接口各1个 延时关机车辆熄火后可延时5min ~ 6h后关机 电源输入DC +6 ~ +36V 电源输出DC +12V/2A、+5V/2A（USB口输出） … 设计一、微带天线仿真设计 三角形贴片是微带贴片天线最基本的模型，本设计就是基于微带贴片天线基础理论以及熟练掌握HFSS10仿真软件基础上，设计一个三角形贴片天线，其工作频率为，分析其远区辐射场特性以及S曲线。 一．设计目的与要求 1.理解和掌握微带天线的设计原理 2.选定微带天线的参数：工作频率、介质基片厚度、贴片模型及馈电点位置 3.创建工程并根据设计尺寸参数指标绘制微带天线HFSS模型 4.保存工程后设定边界条件、求解扫描频率，生成S参数曲线和方向图 5.观察对比不同尺寸参数的微带天线的仿真结果，并分析它们对性能的影响— 二．实验原理 如下图所示，用传输线模分析法介绍它的辐射原理。。 设辐射元的长为L，宽为ω，介质基片的厚度为h。现将辐射元、介质基片和接地板视为一段长为L的微带传输线，在传输线的两端断开形成开路，根据微带传输线的理论，由于基片厚度h<<λ，场沿h方向均匀分布。在最简单的情况下，场沿宽度ω方向也没有变化，而仅在长度方向（L≈λ/2)有变化。 在开路两端的电场均可以分解为相对于接地板的垂直分量和水平分量，两垂直分量方向相反，水平分量方向相同，因而在垂直于接地板的方向，两水平分量电场所产生的远区场同向叠加，而两垂直分量所产生的场反相相消。因此，两开路端的水平分量可以等效为无限大平面上同相激励的两个缝隙，缝的电场方向与长边垂直，并沿长边ω均匀分布。缝的宽度△L≈h，长度为ω，两缝间距为L≈λ/2。这就是说，微带天线的辐射可以等效为有两个缝隙所组成的二元阵列。 矩形贴片天线示意图 三．贴片天线仿真步骤 1、建立新的工程 】 运行HFSS，点击菜单栏中的Project>Insert HFSS Dessign，建立一个新的工程。 2、设置求解类型 （1）在菜单栏中点击HFSS>Solution Type。 （2）在弹出的Solution Type窗口中 （a）选择Driven Modal。 （b）点击OK按钮。 3. 设置模型单位 将创建模型中的单位设置为毫米。 《 （1）在菜单栏中点击3D Modeler>Units。 （2）设置模型单位： （a）在设置单位窗口中选择：mm。 （b）点击OK按钮。 4、创建微带天线模型 （1）创建地板GroundPlane。坐标：X：-45，Y：-45，Z：0按回车键。在坐标输入栏中输入长、宽：dX：90，dY：90，dZ：0。 （2）为GroundPlane设置理想金属边界。在3D模型窗口中将3D模型以合适的大小显示（可以用Ctrl+D来操作）。 基于H F S S矩形微带贴片天线的仿真设计 实验目的：运用HFSS的仿真能力对矩形微带天线进行仿真 实验内容：矩形微带天线仿真：工作频率 天线结构尺寸如表所示： 名称起点尺寸类型材料 Sub 0，0，0 ，32，Box Rogers 5880 （tm） GND 0，0，，32，Box pec Patch , 8 , 0 , 16, Box pec MSLine ,0, , 8 , Box pec Port ,0, ,0, Rectangle Air -5,-5, , 42, Box Vacumn 一、新建文件、重命名、保存、环境设置。 （1）、菜单栏File>>save as,输入Antenna，点击保存。 （2）. 设置激励终端求解方式：菜单栏HFSS>Solution type>Driven Termin ，点击OK。 （3）、设置模型单位：3D Modeler>Units选择mm ，点击OK。 （4）、菜单栏Tools>>Options>>Modeler Options,勾选”Edit properties of new pri”, 点击OK。 二、建立微带天线模型 (1)点击创建GND,起始点：x:0，y:0，z:，dx:,dy:32,dz: 修改名称为GND, 修改材料属性为 pec， (2)介质基片：点击，：x:0，y:0，z:0。dx: ，dy: 32，dz: - ， 修改名称为Sub，修改材料属性为Rogers RT/Duriod 5880，修改颜色为绿色，透明度。点击OK (3) 建立天线模型patch， 点击，x:,y: 8, z:0 ，dx: ，dy: 16，dz: 命名为patch，点击OK。 (4) 建立天线模型微带线MSLine 点击，x:,y: 0, ,z: 0 ， dx:，dy: 8，dz: ， 命名为MSLine，材料pec, 透明度 选中Patch和MSLine，点击Modeler>Boolean>Unite （5）、建立端口。创建供设置端口用的矩形，该矩形连接馈线与地。Modeler>Grid Plane>XZ，或者设置 点击，创建Port。命名为port 双击Port下方CreatRectangle 输入：起始点：x: ，y: 0，z:- ，尺寸： dx:，dy: 0，dz: （6）、创建Air。 点击，x:-5，y:-5，z:， dx:, dy:42, dz: 修改名字为Air，透明度. , 三、设置边界条件和端口激励。 （1）设置理想金属边界：选择GND，右击Assign Boundaries>>Perfect E 将理想边界命名为：PerfE_GND，，点击OK。 （2）、设置边界条件：选择Port，点击Assign Boundaries>>Perfect E 编号：SY-AQ-07872 ( 安全管理) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 GPS及监控平台的安装使用及 管理制度 Installation, use and management system of GPS and monitoring platform GPS及监控平台的安装使用及管理 制度 导语：进行安全管理的目的是预防、消灭事故，防止或消除事故伤害，保护劳动者的安全与健康。在安全管 理的四项主要内容中，虽然都是为了达到安全管理的目的，但是对生产因素状态的控制，与安全管理目的关 系更直接，显得更为突出。 根据国家、省GPS相关法律、法规及《道路旅客运输企业安全管理规范（试行）》要求，实现道路运输业由静态监管向动态监管，事后处理向事前预防的转变，为进一步规范我司客运车辆GPS车载终端及监控平台的安装、使用、管理，特制定本管理办法。 一、GPS及监控平台安装 1、我司客运车辆车载GPS终端技术指标应符合JT/T794和JT/T808要求，具备定位、通信、车辆CAN总线数据、驾驶人身份等信息采集功能，行驶记录、监听、警示、人机交互、信息服务等功能；应安装符合交通行业标准JT/T796和JT/T809技术指标的监控平台，并确保能与四川省GPS监控中心互联互通，数据实时共享。 2、在单车安装GPS车台设备调试、验收、签字合格后，建立 监控台账、档案。并向该车收取GPS车载终端系统设备费用。 3、凡我司未安装GPS车载终端系统的车辆不得办理营运手续，车辆发班前要检查GPS车载终端设备是否正常运行，车载终端设备不正常运行的不允许发班。 4、按照上级主管部门要求，公司新增、更新的县际班车车辆必须安装符合要求的GPS车载终端系统。 5、为了确保车载GPS安全管理中的信号接收，消除因GPS电子产品使用时间过长和软件不能及时更新而引起的信号衰减和不能正确反映信息的问题，确保安全管理数据准确，凡我司已安装GPS 车载终端系统车辆在更新时必须重新安装新的车载GPS设备。 二、GPS车载终端系统使用与维护 1、驾驶人员应通过培训教育学会正确使用GPS车载终端系统，接受公司监控平台的管理，由本车驾驶人员全权负责对车载终端日常维护工作，发现车载终端不能正常使用时，应及时向公司有关管理人员报告，及时进行维护，且不得拒绝维护人员对设备的检查和维护。 微带天线练习 微带天线 ?微带天线尺寸描述 金属贴片–贴片尺寸 长度: len_x=31.1807 mm 宽度: len_y=46.7480 mm –介质基板尺寸 长度: gnd_x=50 mm 宽度: gnd_y=80 mm 厚度:#h=2.87mm 厚度: #h 2.87mm 介电常数:#epsr=2.2 –地板尺寸 长度: gnd x=50 mm 介质基板g _宽度: gnd_y=80 mm –馈源部分 长度: feed_x=8.9 mm, 直径: diam=1.3 mm 地板 ?工作频率 –freq=3.0e+09 Hz ?目标 –分析该天线的远场方向图等 建立模型 ?运行CADFeko创建新的项目文件Microstrip_Antenna ?定义单位为mm ?点击Geometry \Add Variable定义以下变量–贴片部分 len_x=31.1807 l467480 len_y=46.7480 –地板和介质基板部分 gnd_x=50 g_ gnd_y=80 h=2.87 epsr=2.2 –馈源天线部分 feed_x=8.9 feed=89 diam=1.3 –公用变量部分 freq=3.0e+09 lambda=1000*c0/freq/sqrt(epsr) –剖分部分变量 tri_len=lambda/12 fine_tri=lambda/16 fine tri=lambda/16 segl=lambda/15 segr=diam/2 建立模型 ?点击图标创建矩形贴片–输入以下坐标 (-len_x/2,-len_y/2,0) (_/,_y/,) (-len x/2,len y/2,0) (len_x/2,len_y/2,0) (len_x/2,-len_y/2,0)HFSS矩形微带贴片天线的仿真设计报告
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