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应用HFSS设计一种双频段GPS微带天线/ @5 E6 L% v& X9 U
彭祥飞，钟顺时
2 |, S' T1 D& J; X(上海大学通信与信息工程学院，上海200072)
j m: m# p' d摘要:本文应用Ansoft公司的HFSS软件仿真设计一-种双频段GPS微带天线。此天线由不同介电常数的
$ K3 T5 V2 H; V \- g+ A6 ?; g微波陶瓷基片组成,双层正方形切角的微带贴片通过单个探针馈电。文中给出了天线的详细设计及实验结, t K. d1 x* L @
果，仿真结果和实验结果很好的吻合，结果说明HFSS软件的高效性和准确性。
2 }1 Y* g: I) p2 i关键词: Ansoft HFSS;微带 天线;全球定位系统;双频段;圆极化;1 _9 a8 m( l/ T3 g7 ]
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前言
) B' E3 t* M2 v7 ]Ansoft公司HFSS仿真器提供了--种采用有限元法对三维高频结构电磁特性进行仿真计算的工具。该软件具有很高的
$ H4 w9 ^- k2 X/ N2 f/ {计算精度,已经成为天线与微波电路设计方面的有力工具。本文采用Ansoft公司的HFSS模块设计出一种双频段GPS微带2 I1 d9 Y" e" d6 }: u. f" P
天线。.# N" k& P; D7 Y& k* a
近年来微带天线由于它的尺寸小、成本低、易实现圆极化等优点在全球定位系统(GPS)应用中独占鳌头。大部分的
4 S" w4 D7 u6 ^$ D" EGPS仅工作在L1频率，常用的GPS微带天线加工在高。的厚陶瓷基片上田，这样的天线低仰角性能好和带宽足够宽，具有8 L0 ~7 |, f' q- f! a
良好的广角圆极化。但为了满足GPS的- - 些特殊应用，如高精度的- -体化检测或差分基准系统凹，GPS天线必须在L1/L2两4 {2 [4 R4 P- _% a! p
个频率(L1: 1575 MHz, L2:1227 MHz )上实现圆极化。如果用单馈电点实现双频圆极化，可以用两种微带天线结构: - -种使0 O2 u! r6 R" P5 j7 x
用单块贴片8.4),其两圆极化工作频率比大约是1.5倍或更大些:另一-种使用双层贴片1B-7]，两圆极化频率比小于1.5倍。本8 y, A% a7 S5 T( F
设计中，L1和L2的频率比为1.28 倍，小于1.5倍，所以用双层贴片设计能满足GPS天线L1/L2两个频率的要求。但是绝大
: _9 q" w0 o! n! }多数文献5~7]报道的双层贴片天线都加工在同一介电常数的两块基片上，基片中间引入空气层(可采用泡沫材料来支撑上, n9 d1 B: [+ M: g4 K+ D
层)，这样既增大了尺寸，又不便于加工。& d0 G2 p% W: ^( ^; P. p0 e# G
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发表于 2019-12-16 13:22
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