双频圆极化GPS微带天线设计与优化

"GPS双频圆极化微带天线的设计 (2011年)" 本文主要探讨了设计一种用于GPS接收机的新型测量型微带天线，该天线具有双频(L1/L2)圆极化特性并实现了小型化。在设计过程中，天线采用了双层贴片结构，上下两层贴片都使用了均匀分布的四馈点馈电方案，以确保在所需带宽内同时满足双频工作和圆极化的需求。这一设计旨在提高天线的适用性和精度，以适应如导弹制导、飞机导航、大地测量等多种应用场景。 在天线的优化过程中，设计者通过切角和添加短截线的方法，提升了天线的辐射效率。这种方法可以有效地减少能量损失，使天线在更广阔的区域内保持良好的信号传输性能。设计者运用HFSS（High Frequency Structure Simulator）软件进行了天线的模拟仿真和优化工作，以确保其在设计带宽内的各项性能指标符合要求。 模拟结果显示，设计的天线在预期的工作频率范围内，无论是增益、带宽还是轴比特性，都达到了理想状态。此外，经过实物加工和实际测试，测试结果与仿真结果一致，验证了天线设计的有效性，表明该天线能够满足高精度测量的实际需求。 文章还提到，传统的GPS微带天线通常只工作在一个频率，而采用高介电常数材料的基板可以提供更好的低仰角性能。然而，对于高精度应用，需要天线在L1和L2两个频段都支持圆极化。虽然单层微带天线存在频带窄、增益低的问题，但通过多馈点馈电或改变贴片形状的技术，可以克服这些不足，实现圆极化。 文中提到了两种实现圆极化的常见方法：一种是通过两馈点或多馈点馈电，另一种是通过改变贴片形状来实现不同的谐振模式。尽管单馈点天线在实现圆极化方面具有挑战，但科研人员一直在探索改进技术，以拓宽其阻抗带宽和轴比带宽。 这项工作展示了如何通过创新设计和优化技术来开发高性能的GPS双频圆极化微带天线，对于提高GPS系统的定位精度和可靠性具有重要意义。它不仅在理论研究上有所贡献，也为实际应用提供了有价值的参考。