多模导航接收机射频前端器件的设计

【摘要】目前,全球卫星导航系统有GPS(GlobalPositionSystem)、GLONASS(GlobalNavigationSatelliteSystem、GALILEO和中国的北斗卫星导航系统。每个导航系统的卫星在空间的分布是有限的,所提供的卫星定位服务的精确度、可靠性和可用性也是有限的,因此,为实现接收机快速、连续、高精确定位,多个卫星导航系统组合而成的多模导航系统是未来的一个发展趋势。滤波器和天线是导航系统中的关键器件,其性能好坏对导航系统的整体性能起着至关重要的作用,因此,研究应用于多模导航系统的滤波器和天线具有实际意义。本文的任务就是研制应用于多模导航系统的滤波器和天线。应用于多模导航接收系统的滤波器应具有带内衰减小,带外能量快速衰减的特性。为了达到这些指标要求,本文对引入传输零点的理论进行了研究。在此基础上,设计了一款北斗(B1)滤波器和一款北斗(B2)/GPS(L1、L2、L5)双通带滤波器。根据二分之一波长开口环理论以及四分之一波长开路微带线理论,设计出了应用于北斗(B1)的带通滤波器以及北斗(B2)/GPS(L1、L2、L5)的双通带滤波器。另外,在二分之一波长开口环理论的基础上,利用开口相互靠近的结构引入了两个传输零点,大大地提高了滤波器的频率选择性能。多模导航系统中的天线应具有宽频带、圆极化和小型化等特点。为了达到这些设计要求,本文对天线的宽频带、圆极化和小型化技术进行了研究。在此基础上,设计了一款覆盖北斗(B1)频段的小型圆极化天线和一款覆盖北斗(B2),GPS(L1、L2、L5),GALILEO(E5a、E5b、E6),GLONASS(L1、L2)频段的宽带圆极化天线。本文采用同轴馈电的微带结构设计小型圆极化天线,该天线通过采用表面开槽的结构,使天线尺寸大大减小,并且获得了较好的圆极化性能。本文采用共面波导馈电的缝隙天线结构设计宽带圆极化天线,这种天线通过在缝隙中加载枝节的方法实现圆极化和阻抗匹配。本文采用理论和电磁仿真软件优化相结合的方法进行设计,并根据设计结果进行了实物加工与测试。测试结果表明,本文设计的多模导航滤波器和天线均达到指标要求。
【作者】马东磊；
【导师】栾秀珍；李英杰；
【作者基本信息】大连海事大学，电子与通信工程，2014，硕士
【关键词】多模导航；滤波器；传输零点；圆极化天线；

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