满足北斗卫星导航的双频圆极化微带天线的制作方法

一种双频段圆极化移动导航终端天线的设计作者：孟超项铁铭来源：《物联网技术》2014年第01期摘要：给出了一款应用于北斗导航卫星系统（CNSS）B1频段/S频段的双频圆极化缝隙天线的设计方法。

该天线采用微带线进行馈电，在地板上开有两个方形螺旋槽，其总槽长度大约均为一个自由空间操作波长。

通过调节螺旋槽的终点处的长度即可获得最适宜的轴比，从而实现圆极化。

另外，还可以通过调节螺旋槽的宽度来获得较大的轴比带宽。

在地板中央切去一个圆环形槽可增大感应电流的路径，从而降低圆极化的中心频率。

通过仿真软件HFSS对天线结构参数进行优化设计，并制作实物。

其仿真及实测结果表明：回波损耗小于-10 dB的阻抗带宽为38.5%，且在阻抗带宽内天线的相对轴比带宽也达到了大约5%。

关键词：双频圆极化；螺旋槽；回波损耗；轴比中图分类号：TN82 文献标志码：A 文章编号：2095-1302（2014）01-0027-030 引言由于圆极化天线具有接收效率高、抗多径反射、抗干扰等性能优点，因此在卫星导航系统中得到了广泛的应用。

具有多频段、圆极化和宽带特点的移动导航终端天线是近年来卫星导航天线研究的热点[1]。

在文献[2]中，提出了一种宽带圆极化缝隙天线，在地板上开有单线波圆形螺旋槽来实现圆极化，但缺点是不容易确定所需的圆形螺旋槽的尺寸，圆极化的实现难度较大。

为了解决这一问题，在文献[3]中提出了一种利用空间顺序旋转技术的宽带圆极化缝隙天线，在地板上开有单个方形螺旋槽来实现圆极化，但是需要同时调节方形螺旋槽的始端和末端的长度来实现圆极化，导致圆极化的实现难度增大。

本文设计了一种更简单的微带线馈电的圆极化缝隙天线，在地板上开有两个方形螺旋槽，该结构只需要同步调节螺旋槽的末端的长度即可实现圆极化。

另外，还可以通过调节螺旋槽的宽度来获得较大的轴比带宽；在地板中央切去一个圆环形槽以降低圆极化的中心频率。

应用仿真软件HFSS对该天线进行仿真优化，并制作了实物。

适用于卫星导航系统的双频段圆极化微带天线作者：程超逸来源：《航空兵器》2018年第02期摘要：随着卫星导航技术的发展，可同时工作于双频段或多频段的接收天线近年来得到日益广泛的关注。

本文设计了两种可工作于北斗-B3（1.268 GHz）和GPS-L1（1.590 GHz）双频段的低剖面圆极化微带天线。

一种由一个天线单元实现双频带工作；另一种由五个单元的小型天线阵列实现，阵列中心单元工作在较高频段，周围四个相同的单元工作在较低频段。

为了满足卫星导航天线低剖面、小尺寸的应用需求，两种天线均选用了较高介电常数的介质基板并采用层叠结构。

同时，使用威尔金森功分器，通过双馈法实现圆极化，有效展宽了天线的圆极化带宽，使天线具有良好的圆极化性能。

关键词：卫星导航；微带天线；双频段；圆极化中图分类号： TN820.1+1文献标识码： A文章编号： 1673-5048（2018）02-0049-070引言随着导航技术的不断发展，设备的可靠性、定位的精确度都达到了新的水准，多种导航系统兼容的工作模式有利于实现频率复用，达到系统兼容的目的，这就使得可工作于多频段的卫星导航天线优越性日益凸显[1-2]。

卫星导航系统对设备提出了小型化、低剖面的要求，微带天线凭借自身小且薄、易集成等特点[3]，被广泛应用于卫星导航系统中。

圆极化天线的抗极化失配、抗多径效应等特点也使其成为导航系统的首选极化形式[4]。

微带天线主要依靠单馈法、多馈法和多元法来实现圆极化。

单馈法是最易实现的方式，其结构简单、加工便捷且成本低廉、易于小型化设计，在极化和带宽要求不高的情况下被广泛使用。

多馈法通过正交的馈电点激励简并模实现圆极化，可以有效展宽圆极化带宽，改善极化性能，然而馈电网络的使用，增加了设计难度和工艺复杂度。

多元法与多馈法原理一致，均是依靠多个馈点之间产生相位差实现圆极化，但多元法每个馈点对应一个辐射单元，虽然减少了馈电网络，降低了设计难度，且圆极化性能更佳，但多个辐射单元的使用极大地增加了天线尺寸[5]。

基于北斗卫星导航系统的圆极化微带天线的设计作者：赵芷鋆张震杨海峰来源：《商情》2016年第18期【摘要】本文以我国北斗卫星导航系统中的地面终端天线为工程应用背景，借鉴和总结了前人的研究成果，主要针对微带天线的圆极化技术和多频技术展开研究。

首先详细介绍了微带天线的基本理论和分析方法，接着讨论了微带天线的圆极化实现和馈电方法。

通过对多元天线的研究，设计了一种新型结构的三频天线，可以作为手持导航产品的终端天线。

仿真和测试结果分析表明，本文所设计的一款天线基本满足项目的指标要求，具有一定的应用价值。

【关键词】微带圆极化馈电网络一、背景近年来，全球卫星导航系统（GNSS）在国家安全、经济及社会发展中的作用非常显著，世界上各主要大国都竞相发展独立自主的卫星导航定位系统，几乎所有的卫星导航系统都进入了高速发展阶段。

由于圆极化天线具有接收效率高、抗多径反射、抗干扰等优点，在卫星导航系统中得到了广泛应用。

本文结合研究项目，对微带天线的圆极化技术、多频技术进行了深入的研究，并在此基础上设计了三款多频卫星导航终端天线。

根据单馈法实现圆极化的工作原理，并利用双层贴片叠层设计完成了一款支持北斗L/S频段的双频导航终端天线，此款天线可用于实现北斗系统的短报文通信和定位功能。

使用带威尔金森功分器的双馈网络，实现天线的圆极化技术性能，成功研制了一款工作于车载系统中的三频导航终端天线。

二、微带天线的理论基础微带天线的概念首先是在 1953 年提出来的，微带天线是辐射贴片敷在不同介电常数的介质基板上，且介质基板的厚度远小于微带天线工作波长。

微带天线的介质基板底层敷以金属薄膜，作为微带天线的地板。

微带天线具有高性能、小型化、易于设计等优点，使微带天线广泛应用于卫星导航和个人无线通信当中。

微带天线的带宽是指微带天线在接收卫星信号时，能够在接收频率的变化内，天线的各项指标在合理变化。

天线的带宽是指天线满足一定电性能指标的工作频段范围。

三、微带天线圆极化的性质沿波的传播方向上看去，波的瞬时电场矢量的端点轨迹构成一个圆，具有这样的瞬时电场分量的波称之为圆极化波，由于轨迹是圆，那么也可知瞬时电场的幅度相同。

一种小型化双频圆极化微带天线设计一种小型化双频圆极化微带天线设计程益福摘要:本文通过分析双频圆极化微带天线，提出了一种覆盖北斗卫星导航系统频段的双频双圆极化微带缝隙天线。

这是一个特例，因为它要求天线在两个工作频段内具有相反的圆极化旋向。

根据设计要求，为了实现双频以及圆极化功能，采用了非常简洁的环形缝隙结构，简洁的结构也方便了后期对其进行加工。

本文给出了该设计的具体步骤及实验结果，实测结果表明了该设计的可行性。

关键词：圆极化天线；双频天线；微带天线Abstract:Through the analysis of dual band circularly polarized microstrip antenna, the dual polarization microstrip slot antenna for coverage of the Beidou satellite navigation system of the dual frequency band. This is a special case, because it requires the antenna with circular polarization rotation instead of the two frequency range to. According to the design requirements, in order to realize the dual band circular polarization functions and, using the ring slot structure is very simple. Simple structure is convenient for later processing. This paper gives the specific steps and the experimental results of the design, experimental results show the feasibility of the design.Key Words ：Circularly Polarized Antenna; Dual-band Antenna; Microstrip Antenna1.引言微带缝隙天线有很多种，而其中之一就是环形微带缝隙天线。

双频圆极化微带天线的设计本文将探讨双频圆极化微带天线的关键设计因素，包括工作原理、尺寸和性能优化等方面。

我们将确定文章的类型为技术论文，主要面向无线通信领域的工程师和技术人员。

关键词：双频，圆极化，微带天线，设计，工作原理，尺寸，性能优化在无线通信系统中，天线是至关重要的组件之一。

随着通信技术的发展，多频段和圆极化技术已成为现代天线设计的趋势。

其中，双频圆极化微带天线由于其体积小、易共形、低成本等特点而备受。

双频圆极化微带天线的工作原理主要基于微带天线的基本原理。

微带天线由介质基板、辐射贴片和接地板组成。

当电流流过辐射贴片时，就会在贴片周围产生电磁场，从而向外辐射电磁波。

对于双频圆极化微带天线，通常采用多个辐射贴片、缝隙或者耦合器等结构来实现双频段工作。

在尺寸方面，双频圆极化微带天线的设计主要取决于所需的工作频率和天线的性能要求。

一般来说，天线的尺寸会随着工作频率的降低而增大。

因此，在满足性能指标的前提下，应尽量减小天线的尺寸以适应各种应用场景。

在性能优化方面，主要考虑因素包括增益、带宽、轴比、交叉极化等。

通过优化辐射贴片、接地板和介质基板的设计，可以有效地提高天线的性能。

例如，通过采用高介电常数的介质基板可以有效减小天线的尺寸；通过优化辐射贴片的形状和大小可以改善天线的带宽和轴比性能。

双频圆极化微带天线的设计需要综合考虑工作原理、尺寸和性能优化等多个方面。

随着5G、物联网和卫星通信等技术的快速发展，双频圆极化微带天线的应用前景将更加广阔。

未来，可以进一步研究多频段、高性能和更小尺寸的双频圆极化微带天线设计方法，以满足不断发展的通信需求。

可以利用新兴的材料和工艺技术提升天线的性能和集成度，拓展其应用领域。

另外，针对双频圆极化微带天线的测试技术也需要不断完善，以确保天线的性能和质量。

双频圆极化微带天线作为一种先进的通信技术，具有广泛的应用前景。

未来，我们需要在设计方法、材料选择、制造工艺和应用场景等方面进行深入研究，以满足不断增长的通信需求，推动无线通信技术的发展。

双频带圆极化微带阵列天线设计胡金艳;杨君;秦文华;赵建平;徐娟【摘要】利用旋转馈电技术设计了一种双频带圆极化微带阵列天线,以扩充天线的通信容量,提高抗干扰能力.天线由四个对角切角的矩形贴片和一个金属矩形环组成.天线利用贴片切角实现圆极化,利用两个贴片的对角线长度不等实现双频特性.天线中心的矩形环既可当做馈电网络,为圆极化波提供所需的递增相位,又可以提高天线的辐射性能.最后,利用电磁仿真软件HFSS对天线的性能进行数值计算,阵列天线的-10 dB阻抗带宽分别为1.3～1.4 GHz和1.55～1.58 GHz,3 dB轴比带宽分别为1.36～1.42 GHz和1.6～1.62 GHz.%A dual-band circularly-polarized micro-strip patch array, by using a sequential-phase feeding network, is designed and implemented, thus to expand the communication capacity and improve the anti-interference capability. The antenna, composed of four rectangular patches with diagonally tangential angles and one metal rectangular ring, is circularly-polarized by using the corner patch, while the dual-frequency is realized by using the unequal diagonal lengths of two patches. The mental square ring in the center of the antenna may act as a feeding network, which provides both the increasing phase for circularly-polarized wave and a radiator to enhance the performance of the antenna. Finally, the simulation on the antenna with HFSS software indicates that the -10 dB impedance bandwidth of the patch array is 1.3～1.4 GHz and 1.55～1.58 GHz , and the measured 3dB AR bandwidth 1.36～1.42 GHz and 1.6～1.62 GHz respectively.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2018(051)001【总页数】6页(P234-239)【关键词】旋转馈电;双频带;圆极化;微带阵列【作者】胡金艳;杨君;秦文华;赵建平;徐娟【作者单位】曲阜师范大学物理工程学院,山东曲阜 273165;曲阜师范大学物理工程学院,山东曲阜 273165;曲阜师范大学物理工程学院,山东曲阜 273165;曲阜师范大学物理工程学院,山东曲阜 273165;曲阜师范大学物理工程学院,山东曲阜273165【正文语种】中文0 引言与线极化天线相比，圆极化天线有几个重要的优势：对抗多径干扰或衰落﹑减少电离层的“法拉第旋转”效应和降低极化失配。

第19期2018年10月No.19October，2018微带天线是一种常用的天线形式，通常是在微波介质板材上腐蚀出导体薄片，背部有金属层作为导地接地板。

当在导体薄片和接地板之间有激励电场时，在接地板四周的缝隙中就会向外辐射电磁场[1]。

微带天线的馈电方式一般有同轴馈电、微带馈电和耦合馈电等。

微带天线是一种平面型结构，很适合与各类平面载体集成安装，也可将有源电路和微带天线一体化设计，优势更加明显。

如何提高通信系统的通信容量，增强抗干扰能力，一直是通信领域不断研究的方向。

两个圆极化电磁波实现极化复用，可避免电离层法拉第旋转效应，并降低电磁波传输过程中的多径效应[2]。

圆极化波是由两个等幅正交有90°相差的线极化波组成。

左、右旋的圆极化波是互相隔离的，因此圆极化天线的旋向具备正交性。

在电磁波传播过程中，碰到对称目标时，反射波就会变成相反的旋向[3]。

现代通信中，为提高通信效果，全双工的通信方式已经普遍应用在各种通信领域。

天线作为通信设备前端的重要组成部分，必然要能够同时在收发两个频段工作。

早期微带天线只能在很窄的频段上工作，支持收发两个频段比较困难。

随着技术的进步，宽带、多频段天线已经越来越多地应用在通信中。

降低微带天线的Q 值、附加寄生贴片、采用电磁耦合馈电和附加阻抗匹配网络等都是拓展带宽的措施。

多模单片法、加载单片法、几个贴片叠加在一起的多片法是实现微带天线多频段的常用手段。

理论上，这些方法适合频率间隔任意大的双频微带天线[4]。

本文对一种双频双圆极化微带天线进行了仿真设计，详细描述了天线的基本原理和结构形式，并在三维仿真软件中进行了电磁场仿真。

该天线采用单点馈电法[5]，在微带贴片上附加简并分离单元，使天线辐射圆极化波；两个贴片叠层放置，分别工作在不同的频段上，实现双频段。

最终，天线可以同时辐射两个圆极化波，并且旋向相反。

天线的结构非常简单，加工方便，成本低廉。

1 设计思想微带天线通过同轴单点馈电实现辐射圆极化波，是基于空腔模型的理论。

双频带圆极化紧凑型微带贴片阵列天线设计何艳;邓长江;冯正和;杨虎【摘要】A dual-band circularly polarized patch array using a sequential-phase feeding network was presented.The array includes four metal patches and a metal square ring.Each rectangle patch was cut in diagonal corners,and was excited by feeding lines on the edge.The feeding lines are microstrip which are connected to the middle metal square ring.In addition,four patches are rotated arrangement.The middle mental square ring is not only a feeding network which provides increasing phase for circularly polarization,but also a radiator which enhances the performance of the array.With this feeding way,the patch array just has single-layer substrate and it is compact.In addition,it radiates circularly polarized patterns in two working bands.Through fabrication,test and measurement,the -10 dB impedance bandwidth of the patch array is 5. 17 GHz~5. 59 GHz and 5. 99 GHz~6. 27 GHz.The measured 3 dB AR bandwidth is 5. 19 GHz~5. 49 GHz and 6. 1 GHz~6. 18 GHz.%利用旋转馈电方法设计双频带圆极化的微带贴片阵列天线。