北斗高精度测量型天线的研究

论文摘要

信息时代,卫星导航定位技术发展迅速,应用范围愈来愈广。目前已遍及国民经济各个部门,并深入人们的日常生活。随着卫星导航技术的不断进步,越来越多的国家发展自己的导航系统。作为高精度测量型终端在卫星导航应用产业属于高端产品,主要用于精密大地测量和精密工程测量,而高精度测量型天线作为卫星导航接收机的重要组成部分,它的性能如何直接关系到卫星导航接收机测量精度的大小。天线的相位中心变化和多径效应是高精度卫星导航测量系统中的显著误差来源,天线的低仰角增益影响接收机的灵敏度。本文针对高精度卫星测量型接收天线的需求,设计了两种可工作在北斗导航系统的单频、双频微带天线,并采用仿真软件CST对天线结构进行了优化。首先,介绍了卫星导航系统应用和工作原理,高精度测量型天线的研究现状、我国卫星导航系统的发展现状。其次,介绍了微带天线分析方法和工作原理,分析了微带天线的馈电方法、基本辐射参数、电路参数、设计的基本思路和天线相位中心的标定。再次,借助于CST软件对天线性能进行了数值仿真,设计出了单频圆极化微带天线、双层结构的双频段的圆极化微带天线,其中双层双频段天线采用了多馈点技术及其匹配网络,对其相位中心了进行了实际测试。微波暗室测试结果表明：利用多馈点技术使微带天线的相位中心更加稳定,在宽角度内实现了圆极化(轴比AR<3dB)。系统整机测试结果表明：对天线进行了RTK固定解测试,满足整机使用要求。最后,介绍了低噪声放大器的技术指标要,利用ADS对低噪声放大器进行了设计和仿真。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题的选题背景和来源
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 课题来源
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 测量型天线
• 1.2.2 北斗导航系统简介
• 1.3 本文的主要工作及内容安排
• 第二章 微带天线基本理论和设计思路
• 2.1 微带天线简介
• 2.2 微带天线的分析方法
• 2.4 微带天线的基本参数
• 2.4.1 辐射参数
• 2.4.2 电路参数
• 2.5 矩形微带天线基本设计思路
• 2.6 天线相位中心的标定
• 2.7 本章小结
• 第三章 北斗测量型圆极化微带天线的设计
• 3.1 引言
• 3.2 单频段四馈点北斗微带天线的设计
• 3.2.1 基本设计指标
• 3.2.2 微带天线的设计
• 3.2.3 仿真结果与分析
• 3.3 双频段四馈点微带天线的设计
• 3.3.1 设计基本指标
• 3.3.2 天线结构和分析
• 3.3.3 双层天线理论分析
• 3.3.4 辐射天线设计
• 3.3.5 移相网络设计
• 3.3.6 仿真和实测对比分析
• 3.3.7 测试实例
• 3.5 本章小结
• 第四章 北斗低噪声放大器的设计
• 4.1 引言
• 4.2 电路设计原则
• 4.3 电路设计参数要求
• 4.3.1 带内增益
• 4.3.2 噪声系数
• 4.3.3 阻抗匹配
• 4.3.4 最佳噪声匹配
• 4.3.5 滤波
• 4.3.6 端口驻波比和反射损耗
• 4.3.7 动态范围
• 4.3.8 线性度
• 4.3.9 放大器稳定性
• 4.4 低噪声放大器电路设计
• 4.4.1 北斗B1频段的第一级放大器仿真
• 4.4.2 北斗B1频段的第二级放大器仿真
• 4.4.3 LNA系统仿真
• 4.5 本章小结
• 总结
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的论文
• 致谢