创新紧凑型宽频GNSS天线设计：短路负载模式下的带宽扩展

本文主要探讨了在全球导航卫星系统(GNSS)应用中设计小型化、宽频带的天线挑战。众所周知，随着天线尺寸的减小，其工作带宽往往会相应下降，这对于1.1GHz至1.6GHz频率范围内的紧凑型GNSS（Global Navigation Satellite System）贴片天线设计构成了限制。传统上，设计者们试图通过各种技术手段来提高天线的带宽，但效果有限。 论文提出了一种新颖的宽频带技术，该技术基于短路负载（shunting load）贴片天线的模态分析。短路负载结构的巧妙调整使得主导共振模式（TM10模式）被分割成两个次要模式，这两个次级模式的结合形成了一个更宽的工作频率范围。这种方法的独特之处在于它能有效地分解和合并模式，从而显著增强带宽，相较于传统的增益方法，具有明显的优势。 作者通过详细的仿真分析和实验验证，展示了这种新型短路负载设计能够提供更好的带宽扩展性能。通过优化短路负载的位置和尺寸，能够在保持天线尺寸紧凑的同时，实现1.1GHz到1.6GHz间的更宽工作带，满足GNSS接收器对宽频谱信号捕获的需求。这种技术对于现代通信设备，尤其是那些需要在移动环境中接收多颗卫星信号的便携式设备，如智能手机、无人机或航海设备，具有重要意义。 文章还强调了知识产权问题，指出个人使用是允许的，但未经IEEE许可的再版或重新分发则需要获得授权。此外，文章已接受发表在《天线与传播》杂志的未来某一期，但内容可能在最终发布前有所变动。引用时需使用DOI: 10.1109/TAP.2017.2761987，并注明期刊名称和作者信息。 这项研究不仅提供了一个创新的设计思路，还可能开启天线小型化与宽频带设计的新篇章，对推动GNSS接收器技术的发展具有重要价值。对于从事无线通信、天线工程或GPS技术领域的研究人员和工程师来说，这篇文章提供了深入理解如何突破尺寸与带宽之间矛盾的实用工具。