宽频带导航有源天线的设计

论文摘要

本文对有源天线进行了研究，并设计了一副可用于卫星导航的宽频带接收有源天线。该天线的频段可覆盖GPS、GLONASS、伽利略以及北斗导航系统。可用于多模导航接收机的前端。本文利用ATF54143芯片设计了低噪声放大器，该放大器具有很低的噪声系数，同时工作频带较宽。由于引入了负反馈，本文所设计的低噪声放大器的增益平坦度在工作频段内控制在1分贝左右。另外该低噪声放大器的输入输出匹配和稳定性良好。为了实现圆极化的特性，设计了两种不同结构的四点馈电（相位分别为0°、90°、180°和270°）宽频带导航天线。分别采用了脊状接地板结构和翻转电容耦合馈电结构来增加带宽。经过仿真调试，除脊状接地板结构天线的方向图不理想外，其余各项指标均达到要求。结合天线，设计了宽频带的馈电网络，用来实现0°、90°、180°以及270°的移相功能。该馈电网络由威尔金森功分器和改进型的斯其夫曼宽频带移相器组成，经过仿真调试，该馈电网络实现了移相功能和功率等分的功能。利用designer软件将低噪声放大器、宽频带天线和馈电网络联合起来进行S参数的仿真，发现连接起来之后的性能指标也同样良好，从而验证了此前设计的正确性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 卫星导航系统的发展现状
• 1.2 有源天线的发展背景
• 1.3 本文主要工作
• 第二章 有源天线的基本介绍
• 2.1 有源天线的特点
• 2.2 有源天线的分类
• 2.2.1 分立结构有源天线
• 2.2.2 集成结构有源天线（有源集成天线）
• 2.3 矩形微带有源天线设计
• 2.3.1 矩形天线的单独仿真
• 2.3.2 添加放大器后仿真情况
• 2.4 有源天线的噪声
• 第三章 低噪声放大器的理论与设计
• 3.1 噪声系数
• 3.2 低噪声放大器的增益以及增益平坦度
• 3.3 放大器的稳定性
• 3.4 宽频带低噪声放大器设计
• 3.4.1 芯片的选择
• 3.4.2 电路设计
• 3.4.3 输入输出匹配
• 第四章 宽频带导航天线设计
• 4.1 宽频带卫星导航天线的研究现状
• 4.2 宽频带卫星导航天线设计
• 4.2.1 微带天线理论
• 4.2.2 宽频带导航天线结构的选择
• 4.2.3 天线的仿真设计
• 第五章 宽频带功分移相网络设计
• 5.1 威尔金森功分器理论分析与设计
• 5.2 宽频带移相器设计
• 5.3 移相器的 ADS 仿真
• 第六章 联合仿真与总结
• 6.1 联合仿真
• 6.2 总结分析
• 第七章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间的研究成果