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多频圆极化及弹载全向天线的设计

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   【摘要】:随着各国卫星导航定位系统的发展,宽波束多频圆极化天线是导航定位系统发展的重要方向之一。本文针对这一热点研究方向着重研究了一种多频圆极化天线。与此同时随着卫星导航系统逐步应用于武器制导、轨迹测量和姿态确定等精密科学领域,本文还设计了一款弹载全向天线。首先,对现有的多频段卫星导航定位天线进行了分析与研究,设计了两种多频圆极化天线。分析了天线安装结构及尺寸对其性能的影响,并利用HFSS仿真软件进行了优化设计。在仿真的基础上制作了天线实物,并对天线进行了实物测量。测量结果表明:地面站多频圆极化天线其三个频点工作带宽内驻波系数(VSWR)小于2,轴向增益高于2dBi,仰角15增益高于0dBi;星载多频圆极化天线带宽内驻波系数(VSWR)小于2,?60波束范围内增益大于1dBi,低频相位中心稳定度小于5mm,高频相位中心稳定度小于2mm。其次,设计了一款锥形弹载全向天线,通过设置阵列单元分布实现天线的全向辐射,并通过改变贴片的形状尺寸优化天线的性能。通过HFSS设计了天线的馈电网络,最后制作出天线实物。对该天线进行了测试,结果表明天线在其工作频段内驻波系数(VSWR)小于1.5,单元天线的轴向轴比小于3dB,阵列天线水平面全向轴比小于6dB。天线在其方位面具有很好的辐射方向图,不圆度小于2dB,实现了弹载天线全向辐射的设计要求。
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