文獻標識碼： A
DOI： 10.19358/j.issn.2096-5133.2020.06.012
引用格式： 臧志斌，傅寧，馬軍，等. 應用于衛星導航系統的多頻圓極化天線[J].信息技術與網絡安全，2020，39(6)：63-67.
北斗衛星導航系統由我國自主研發，與GPS、格洛納斯和伽利略統稱為全球四大衛星導航系統。在導航系統應用上，一般通過天線發射和接收電磁波信號來實現信息的傳遞。天線作為射頻前端部件，性能優劣直接影響衛星導航終端性能指標[1-2]。對此，國內外專家學者提出將多個衛星導航系統融合在一起，通過多模多頻信號聯合解算，提高衛星導航終端定位精度和穩定性。
微帶天線由于重量輕、剖面低、成本低等特點，在衛星導航天線中得到廣泛應用[3]。大多數的導航天線采用疊層結構實現多頻覆蓋[4-6]，文獻[4]采用雙層堆疊微帶天線結構覆蓋GPS雙頻，天線采用單點耦合饋電激勵起雙頻諧振，采用高介電常數板材減小天線尺寸，但天線帶寬窄且高頻增益比較低。文獻[5]采用雙層介質間添加空氣層的結構，采用雙點饋電方式，天線帶寬略有增加，可以覆蓋北斗B3、GPS L1及GLONASS L1三個頻段，天線單元增益大但低仰角性能比較差。文獻[6]同樣采用雙層堆疊結構，利用雙點耦合饋電激勵天線諧振，同時使用雙饋，利用雙饋電橋提高相位中心的穩定性，但天線并未覆蓋北斗一代發射頻段，應用性不高同時低仰角增益比較低。文獻[7]設計了一款多點饋電四頻組合的圓極化天線，覆蓋北斗B3、GPS L1及北斗一代收發L/S頻段。此類疊層微帶天線雖然覆蓋了導航天線的多個頻段，但相位中心穩定性不夠且低仰角增益比較低[8]，在某些特定需求中達不到指標要求。文獻[9]、文獻[10]通過在天線四周設置銅片或在底部加載圓臺來提高低仰角增益，但同時增加了天線的復雜性并不易于批量加工實現。
本文設計了一款多模多頻衛星導航圓極化天線。天線覆蓋衛星導航系統的BDS-1 L/S、BDS-2 B1和GPS L1多頻段，適用于北斗一代衛星收發通信、北斗二代衛星定位等領域。天線結構采用微帶與螺旋結合方式，展寬方向圖波束寬度，保證低仰角衛星信號的接收效果，使天線具有更優秀的低仰角搜星能力。
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作者信息：
臧志斌1，傅 寧1，馬 軍1，夏傳福1，吳小鷗1，陳偉強2
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2.福州大學 福建省數字電視工程研究中心，福建 福州350116)