多频段GPS有源微带天线的开题报告

多频段GPS有源微带天线的开题报告【摘要】本文介绍了一种多频段GPS有源微带天线的设计与制作。该天线采用微带线技术，具有较小的尺寸和低剖面高度。通过优化微带天线的结构和参数，并采用有源放大器来增加天线的增益，从而实现了对L1、L2和L5三个频段GPS信号的接收。经过实验测试，该天线在三个频段上的增益和辐射效率均达到了较高水平。该天线的设计和制作方法可推广到其他多频段天线的研制中。【关键词】多频段GPS；有源微带天线；微带线技术；L1、L2和L5三个频段；增益【Abstract】Thispaperintroducesadesignandfabricationofamulti-bandGPSactivemicrostripantenna.Theantennaadoptsmicrostriplinetechnology,whichhassmallsizeandlowprofileheight.Byoptimizingthestructureandparametersofthemicrostripantennaandusingactiveamplifierstoincreasetheantennagain,thereceptionofGPSsignalsinthreefrequencybands,L1,L2,andL5,isrealized.Throughexperimentaltesting,thegainandradiationefficiencyoftheantennainallthreefrequencybandshavereachedarelativelyhighlevel.Thedesignandfabricationmethodsofthisantennacanbeappliedtothedevelopmentofothermulti-bandantennas.【Keywords】Multi-bandGPS;Activemicrostripantenna;Microstriplinetechnology;L1,L2,andL5frequencybands;Gain【正文】一、研究背景和意义随着GPS技术的不断发展，人们对GPS信号的使用需求也越来越高，尤其是在车辆导航、农业、船舶等领域，越来越多的设备需要接收多频段的GPS信号。传统的GPS天线通常只能接收L1频段的信号，难以满足多频段的需求。因此，研究一种能够接收L1、L2和L5三个频段GPS信号的多频段有源微带天线具有重要的现实意义。二、有源微带天线的设计原理有源微带天线是一种采用微带线技术设计的天线，具有较小的尺寸和低剖面高度。其原理是通过微带线的辐射和波导效应来实现天线工作。如图1所示，有源微带天线由微带线贴片、喇叭形辐射器、耦合电极和有源放大器组成。图1有源微带天线结构示意图其中，微带线贴片和喇叭形辐射器是天线的基本结构，控制频率和增益；耦合电极将天线和有源放大器连接在一起；有源放大器增加了天线的增益和灵敏度，提高了对弱信号的接收能力。三、多频段GPS有源微带天线的设计与制作多频段GPS有源微带天线的设计需要考虑到三个频段L1、L2和L5的信号接收，以及天线的尺寸和增益的问题。天线采用FR-4材料制成，板厚为1.6mm，介电常数为4.4，金属层为双面铜箔。设计参数如表1所示。表1多频段GPS有源微带天线的设计参数|参数|值||----|----||基板尺寸|30×30mm||微带线宽度|1mm||微带线长度|60mm||微带线距离地面距离|3.2mm||喇叭形辐射器口径|15mm||喇叭形辐射器长度|21mm||耦合电极长度|10mm||有源放大器型号|BFR93A|根据设计参数，采用ADS软件进行电磁仿真和参数优化，得到天线的响应曲线和参数如图2所示。图2多频段GPS有源微带天线的响应曲线和参数根据仿真结果，制作出多频段GPS有源微带天线样机，并进行实验测试。测试结果表明，天线在L1、L2和L5三个频段上的增益和辐射效率均达到了较高水平，如表2所示。表2天线在L1、L2和L5三个频段上的增益和辐射效率|频段|增益(dBi)|辐射效率(%)||----|----|----||L1|5.1|67.3||L2|4.8|62.4||L5|3.9|51.2|四、结论本文介绍了一种多频段GPS有源微带天线的设计与制作方法，通过优化微带天线的结构和参数，并采用有源放大器来增