毕业设计（论文）GPS小型化天线设计.doc

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1、装订线本科生毕业论文（设计）题目： GPS小型化天线设计 系 部 电子信息工程学院 学科门类 工 学 专 业 电子信息工程 学 号 姓 名 指导教师 2012年5月12日GPS小型化天线设计摘 要随着当今世界科技和全球定位系统(GPS)的不断的快速发展，尤其是在导航、定位中的应用，使得人对GPS天线的定位和可靠性需求也随之提高，不仅仅需要GPS天线实现圆极化，而且对GPS天线的便携性、体积、及与系统集成度方面的需求也越来越高，特别是在小型化的研究上。除此之外，还希望能有效减少GPS天线的成本，因为这正是GPS天线能够广泛推广的关键。本论文针对具体GPS小型化天线的上述性能，在原有设计的基础上，

2、尝试进行一些新的设计和研究，并给出了具体的设计过程和实验结果。综述了GPS微带天线(贴片天线)的已有进展，以及圆极化和小型化在当中的应用。关键词：GPS 微带贴片天线 圆极化 小型化ABSTRACTWith the rapid development of the Global Position System in the world,particularly in the mobile phone business,higher and higher performance has been put forward,not only circular polarization,but als

3、o their appearance and system integration requirements,especially in the research on miniaturization.In addition,low cost is the key whether it can be applied widely.In this thesis,some new designs and researches have been done towards these demands in the basis of original design.The detailed proce

4、sses of designs and experimental results are presented.A survey of the previous progress in GPS antenna(microstrip antenna),circular polarization and miniaturization apply in the antennas.Key words: GPS Microstrip Patch Antenna The Circular Polarization Miniaturization目 录一 绪论11.1 引言11.2 GPS天线的研究现状11

5、.3 本文进度安排2二 基本理论32.1 结构与分类32.2 微带天线的特点32.3 辐射机制42.4 分析方法52.5 馈电原理8三 GPS小型化天线技术103.1 GPS天线的圆极化103.2 GPS天线的小型化10四 GPS小型化天线设计与仿真124.1 GPS小型化天线的参数公式124.2 圆极化矩形微带天线的设计134.3 GPS小型化天线的仿真及优化144.4 实物测试17五 总结与展望19参考文献20一 绪论1.1 引言所谓天线就是探测系统和无线电波通信中非常重要的重要组成部分，它是接受与发射电磁波的一种设备。首先，发射电磁波的工作原理，它将被馈线引导的高频电流转换为电磁波并向具

6、体的方向发射出去；其次，接受电磁波的工作原理，天线本身又要做与发射过程相反的变换。由天线的发射与接收原理，从而实现在任意两点之间的通信，即实现了电磁信号的传递。天线的通信也是从简单到复杂的渐进的过程，从单一点对点通信到现在覆盖全球的卫星通信系统，GPS天线毋庸置疑的扮演着最底层、最基本、最前端的角色，其作用与优势越来越明显使得它在日常生活中地位与日俱增，如今已成为现代文明不可缺少的组成部分1-2。随着当今世界科技和全球定位系统(GPS)的不断的快速发展，个人定位与导航系统也越来越发达和普及，尤其是在手机、汽车等都要装配定位与导航系统，这样可以随时随地的定位个人的准确位置。目前有很多定位的方法，

7、但是全球卫星定位系统(GPS)是最为精确、最普及3。随着个人对电子设备的小型化及便携性需求，对GPS天线的尺寸的要求更为严格、迫切，而且GPS天线在个人通信和生活中广泛应用，更加使GPS天线的小型化成为大家主要关心的热点。所以，在综合的前提下，本文侧重对于GPS微带天线的结构及其性能进行研究和比较，重点研究微带贴片天线的圆极化及小型化，使其能更好的满足需求的性能指标4。1.2 GPS天线的研究现状说起天线这要追朔到1953年，德尚教授利用微带天线的辐射机制来制成微带天线的假设，但是由于种种的原因在接下来的20多年，微带天线的发展几乎没有什么进展 5。这种状况延续到1972年，随着科学技术的发展

8、以及对微波集成技术的成熟，对空间技术研究的深入，豪威尔和芒森等研究者成功的制成了第一批实用微带天线。随后1979年在美国新墨西哥州大学举行了微带天线的专题会议。微带天线由此开始快速的发展起来，尤其是70年代，在此期间是微带天线取得突破性进展的时期。在80年代，对微带天线的研究无论在理论上的深度还是在应用上的广度都取得了进一步的发展6。GPS天线的圆极化实现主要有三种方式：单馈法、多馈法和多元法，主要多以对角切角等方法。对于小型化方面，在国内多使用特殊材料的陶瓷基片来实现小型化。但是相对成本很高，在国内还不是很普及。1.3 本文进度安排本论文分析总结GPS小型化天线的结构与性能，即通过微带贴片天

9、线设计GPS小型化天线，尤其对微带贴片天线的圆极化及小型化性能指标做了详细分析和讨论，通过使用电磁场仿真软件(HFSS)对GPS小型化天线模型进行仿真和进行优化，通过GPS小型化天线的反射损耗、增益、方向图及右手圆极化等技术指标，最后把实物测试结果和仿真结果进行误差分析。GPS天线的参数计算、仿真及优化是本文的重点，其主要工作安排如下：首先，主要阐述GPS天线的研究背景、意义，国内外研究现状及趋势；其次，介绍微带天线的基本概念和相关知识，阐述微带贴片天线的分析方法和馈电原理的基本原理和理论推导过程。介绍圆极化和小型化的基本概念和相关知识，阐述实现圆极化、小型化的方法。最后，根据天线的参数公式计

10、算出天线的参数，利用HFSS软件进行仿真，根据天线的性能指标进行优化。进行实物加工和实物测试，根据仿真结果和实物测试结果进行误差分析。对全文进行总结指出不足之处和今后将要继续努力研究的方向。二 基本理论2.1 结构与分类微带贴片天线一般有三部分组成接地板、介质基片、贴片7-8。馈电原理一般是利用微带线或同轴线等馈线进行馈电，在导体贴片与接地板之间激励起射频电磁场，从而通过贴片四周与接地板间的缝隙向外辐射。所以，贴片天线也可定义是一种缝隙天线。其基本结构如图2-1所示。贴片的形状有各种各样，依据贴片的形状，微带天线可以分类：微带贴片天线，微带振子天线，微带线型天线，微带行波天线四种。图2-1 贴

11、片天线的基本结构2.2 微带天线的特点微带贴片天线工作频率一般在150GHz，在现代通信，尤其是个人通信中，微带贴片天线广泛地工作于100MHz到50GHz的频率范围9。和通用的微带天线微波天线相比，它有一些优点：(1) 便携性、重量轻，体积小，低剖面 (2)电性能多样化。(3)易于天线的集成，由于可以和有源器件、电路集成在一起，可以适合大规模生产，方便了天线整体的制作和调试，从而大大减少生产成本。和其他天线相比，它也有一些缺点：(1)贴片天线的频带一般较窄，大部分是谐振式天线，现在已经有一些改进办法。(2)从天线的效率看，贴片天线效率较低，因为损耗较大，可以把贴片天线看做微带电路在匹配负载上

12、有较大的损耗。如表2-1给出几种类型天线的性能比较。由微带贴片天线有许多的优点，并且它的一些缺点随着天线技术的进步正在进一步完善，因此它在很多领域都有很好的应用前景。通常它在军事、航海、探险等应用出于优势地位，当然在个人通信和现在社会中也是担当不可或缺的重任10-11。表2-1 几种类型天线的性能比较类型微带贴片天线缝隙天线空腔衬底印制天线印制偶极子天线剖面薄不太薄厚薄制作很容易较容易团准较容易极化线极化或圆极化线极化线极化或园极化线极化双频工作可以不可以不可以不可以形状任意形状矩形任意形状矩形或三角形杂散辐射有有没有有带宽1%-5%1%-2%10%10%2.3 辐射机制微带贴片天线是在微带谐

13、振器理论基础上发展起来的。当介质基片上的贴片尺寸接近波长的一半时，也就是说贴片表面电流大小接近信号频率的谐振特征值时，此时满足谐振模式条件时，微带谐振器将开始谐振。如果有激励源持存在时，从而使微带谐振器在贴片和导体之间形成辐射场，这就是微带天线的工作辐射机制12。设辐射元的长为L，宽为W，介质基片的厚度为h，现将辐射元、介质基片和接地板视为一段长为L的微带传输线，使传输线的两端断开形成断路，如图2-2所示。图2-2 微带贴片天线辐射电场结构根据微带传输线理论，由于基片厚度，场沿h方向均匀分布。在通常的情况下，场沿宽度W方向也没有变化，而仅在长度方向上有变化，其场分布如图2-3所示。图2-3 辐

14、射场分布的侧面图根据电场的矢量性，电场可以分解成水平分量和垂直分量，在两开路端口垂直方向分量恰好大小相等，方向相反相互抵消。水平方向的分量可以相互叠加。所以，两路端的水平分量可以等效为无限大平面上同相激励的两个缝隙，缝的电场方向与长边垂直，并沿长边W均匀分布。缝大的宽度，长度为W，两缝间距为。2.4 分析方法天线分析的基本问题即是分析天线的技术指标，首先，天线会在空间中建立电磁场，然后，根据电磁场的分析方法计算出天线的反射损耗、方向图、增益和输入阻抗等指标13。微带贴片天线的分析方法主要有三种，传输线理论模型是最早出现，同时也是相对简单的，使用仅局限于矩形贴片空腔模型理论是更为严谨，使用范围更

15、广的，可用于各种规则贴片，但基本上限于天线厚度远小于波长的情况；最严格计算最复杂的是积分方程法即全波理论14。本论文才用传输线理论模型来分析方形微带贴片天线。如图2-4是传输线法理论模型，该方法的基本假设是：(1)微带贴片与接地板构成一段微带传输线，传输准TEM波，波的传输方向决定于馈电点。线段长度L/2，为准TEM波的波长。场在传输方向(贴片的长度方向)是驻波分布，而在其垂直方向(贴片的宽度方向)是常数。图2-4 传输线法理论模型(2)传输线的两个开口端(始端和末端)等效为两个辐射缝隙，长为W，宽为h，缝隙场强即为传输线开口端场强。缝平面看作位于微带片两端的延伸面上，即是将开口面向上折转90

16、，而开口端场强随之折转。由以上两条基本假设可以看出，当L=/2时，两缝上切向电场均为x方向，且等幅同相，它们等效为磁流，由于接地板的作用，相当于有二倍磁流向上半空间辐射。缝上等效磁流密度为= y2U/h (2-1)U为传输线开口端电压。如图2-5所示是按传输线法建立的微带贴片天线等效电路。图2-5(a)为微带线馈电方式，为缝隙辐射导纳，为微带片特性导纳。图2-5(b)为同轴线馈电方式，探针从接地板穿孔引出，称为底馈。等效电路与图2-6(a)的不同之处是：(1)它在微带片开口端之间馈电，激励源离始端距离；(2)探针本身要引入感抗，用表示。图2-5 微带贴片天线等效电路由图2-5可见，微带天线的辐

17、射等效为二元缝隙阵的辐射，并且缝上等效磁流是均匀的。利用单缝的辐射场计算公式可以求出天线的辐射场为 (2-2)式中，为方向函数，r是微带片中心到场点的距离。 利用图2-5中所示等效电路易于求得天线的输入阻抗。为此我们需要求出缝隙的辐射导纳，然后用传输线公式进行变换即可。当变换后的阻抗为实数时，表明天线发生了谐振，即可就得天线的谐振频率。当缝隙的电长度W/较大时，无限长直缝隙的单位长度辐射导纳为 (2-3)因此长为W的缝隙其辐射导纳为 (2-4)注意到微带贴片天线一般，故电纳项是正值，即呈容性，并且此值电导项。这意味着计入这一电纳项等效于传输线有些伸长，故谐振时传输线长度应略小于/2。容性电纳的

18、出现，其物理解释为开口处出现边缘电荷，等效为电容加大。式(2-4)是在二维场条件下推出的，故若缝隙的电长度不大时，此式不大适用，应予重新推导。辐射电导部分对应辐射的实际功率，可将缝隙的辐射能流密度在半球面上积分求出 (2-5)当时，上式化作此值通常比微带传输线的特性导纳小很多，接近开路状态，因此限制了天线的阻抗频带。为了使频带加宽，可以增加基片的厚度，减小基片的值，这可以使传输线特性导纳降低，再增加W使辐射电导提高。由于微带天线的辐射等效于二元缝隙阵，两缝之间将存在互耦，故每个缝隙的辐射导纳为 (2-6)此式中我们已经假定两缝隙的磁流是相等的，故我们可以通过求出缝隙阵在半球面的总辐射功率，然后

19、除以2，就得到阵中每个缝隙的总辐射功率，从而求出每个缝隙的总辐射电导G为 (2-7)由图2-5所示的等效电路，利用传输线公式可以立刻求得微带天线的输入导纳。对于同轴线馈电的等效电路，它相当于两缝隙经传输线变换后的导纳并联，再与探针的导纳串联。故输入阻抗为=1/+j (2-8)其探针阻抗为 (2-9)传输线法简洁明了、具有较强物理直观性，同样缺点也很明显：首先，传输线法理论模型只能用于微带贴片天线而且对贴片的形状也有严格的要求；另一个缺点是存在很大的误差，除了谐振点外，其它非谐振点随频率变化的曲线都有一定的误差。2.5 馈电原理微带贴片天线的馈电会直接影响到其输入阻抗从而影响天线的其它性能指标，

20、因而它对微带贴片天线的非常必需15。微带贴片天线的馈电方法有很多种，微带贴片天线馈电除了微带线馈电和同轴探针馈电两种基本方式外，还包括临近耦合微带馈电、口径耦合微带馈电、共面波导馈电等新的馈电技术。选择恰当的馈电方式需要根据多种因素来考虑，但是其实质都是差不多的，都是使辐射结构与馈电结构之间能够有效地传输电磁波，也即两者要实现阻抗匹配。表2-2是几种馈电方式的比较。表2-2 几种馈电方式的比较特性同轴馈电微带馈电临近耦合口径耦合共面波导结构不是平面共面是平面是平面是平面伪辐射多多多多少极化纯度差差差非常好好制作难度很难容易较容易较容易需要调整可靠性较好较好好好好阻抗匹配较容易非常容易较容易容易

21、容易带宽窄窄较宽宽宽三 GPS小型化天线技术3.1 GPS天线的圆极化所谓极化反映的是：电磁波在空间传播时，时变电磁矢量的幅度大小和方向在传播方向的变化的情况16。而天线的极化则定义为电磁波中电磁分量相对于地面的方向。圆极化：电场矢量端点的轨迹在垂直于电磁波传播方向的平面上投影是一个圆。而圆极化可根据旋转方向可分为左旋极化(反时针方向旋转)和右旋极化(正时针方向旋转)两种，而GPS小型化天线要满足右手圆极化。GPS小型化天线要实现圆极化的最重要因素是在满足实际应用的需求，圆极化电磁波具有一些重要性质17：(1)圆极化电磁波是电场和磁场方向幅度相等的旋转场，利用切角实现的圆极化，因为可以产生两正

22、交等幅相位相差90度或270度的线极化波；(2)实现何种方式的圆极化只能辐射和接受特定方式的圆极化波，正是圆极化波的特定性质，圆极化才会在实际生成中得到广泛的应用。实现圆极化的基本方式18：(1)切角(truncated corners)； (2)表面开槽(Slots/slits)；(3)带有调谐枝节(tuning2stub)。圆极化天线的电参数反应就是最大增益方向上的轴比。轴比小于3dB的带宽说明天线的实现圆极化性能。所以得出实现天线的圆极化基本方法：通过不同实现圆极化方式，从而产生在空间相互正交的线极化电场分量，而且二者振幅相等(简并模)，相位相差90度。尽管圆极化天线各种各样，但实现的原

23、理都是相同的。3.2 GPS天线的小型化下面先简要探讨一下微带贴片天线小型化的具体方法，包括：增加介电常数、加载、曲流、采用平面倒F以及平面倒L结构、采用分形结构等。首先，介绍采用增加介质材料介电常数来实现小型化19。电磁波在均匀介质中的传播速度依赖于介质材料的介电性能，也就是材料的相对介电常数。其波长和相对介电常数的关系可以用下式表示: (3-1)其中，c是真空中的光速，f是频率，是基底材料的相对介电常数。通过(3-1)可以看出如果增加的值，在其它参数不变的情况下就可以减小电磁波在介质中的波长。如果以贴片微带天线为例，在特定频率下，增加4倍则波长可以减小1/2，也就是在特定频率下天线的尺寸缩

24、减了一半。高的介电常数使辐射贴片和接地面间的耦合增大，储能也会增加，天线的阻抗带宽变窄，进一步造成天线的辐射效率下降。设计微带天线在选择基片材料时要多方面综合考虑影响微带天线性能的条件，如价格、加工难易度、对贴片支撑力度和介电常数等。然后，介绍短路加载技术20来实现天线的小型化。谐振式的微带天线在贴片表面会形成驻波，所以我们的微带天线都工作在半个波长。根据驻波的特点，在贴片上，沿辐射电流分布的方向会有一个电压零点，如果我们直接把这一点接地，也就是人为设置一个零点，则天线可以不改变谐振频率，而天线尺寸则减小了一半，也就是辐射贴片的尺寸从缩减为，达到了减小天线一半尺寸的目的。短路加载技术就是在微带

25、天线的辐射贴片上加载一个短路面、短路片或者路探针，从而在贴片加载的地方形成一个短路零点，达到微带天线小型化的目的。根据短路加载的结构和尺寸的不同，对天线尺寸的缩减比例也有很大的差别。短路墙一般可以缩减50%的天线尺寸，短路片可以缩减的更多，根据当前报道，用短路探针最多可以缩减90%以上的尺寸。PIFA是目前短路加载应用最多的技术，通过在贴片的不同位置加载短路墙或短路探针等实现不同程度的缩减微带天线尺寸的目的，由于辐射单元与接地面直接是以空气做为介质，介电常数较低，且通过调整短路和馈电部分的高度可以实现厚基片的目的，对改善天线的辐射特性有较大的好处，但馈电探针引入的感性会减小PIFA天线的带宽。

26、双频内置PIFA天线通过在边缘加载短路探针实现了天线的小型化。PILA天线是另外一种短路加载类天线。它与PIFA天线相比，最大差别在于馈电方式的不同，PIFA天线一般用探针或者微带线直接馈电，PILA天线的馈电方式则为微带线或槽耦合馈电。一样是通过人为设置零点来缩减一半或更多的天线尺寸。最后，介绍通过采用曲流技术来实现天线的小型化方法。通常的贴片微带天线都是驻波型的，根据馈电点和馈电方式的不同，特定模式辐射电流路径约为半个波长，所以贴片的尺寸也约为半个波长。通过改变贴片电流分布改变了微带贴片天线的谐振频率，曲流技术也即是应用这一原理。贴片表面开槽主要有两种形式，一种是在贴片上开槽，一种是在接地

27、面上开槽。四 GPS小型化天线设计与仿真4.1 GPS小型化天线的参数公式设在接地板未开缝的情况下，中心频率=1.23GHz，接地板的尺寸为90mm90mm，介质板的材料为陶瓷基板，相对节点常数=9.8，介质板的厚度h=3mm。矩形微带天线的各参数通过下列公式计算： (4-1)c为光速，W为贴片的宽度，表示介质的相对介电常数； (4-2)为等效延伸长度； (4-3)L为贴片长度； (4-4) 为等效介电常数； (4-5) 为电磁波波长； (4-6) 为等效电磁波波长；设辐射边界的长宽略大于介质板与接地板的长宽，其顶部高于贴片/4；GND的尺寸： (4-7) 为接地板的长度； (4-8) 为接地

28、板的宽度；建立坐标系，其中X轴代表微带天线的贴片长度，Y轴代表微带天线的贴片宽度，Z轴代表微带天线的贴片高度,则同轴馈线的位置为(0,0)。其中 (4-9)4.2 圆极化矩形微带天线的设计对于圆极化微带天线来说，技术指标主要包括：(1) 天线的中心工作频率f0；(2) 天线方向性系数或者增益；(3) 天线输入阻抗(有时候可以用天线的S11 参数或者VSWR来代替)；(4) 极化特性，对于圆极化天线主要看它的轴比特性。其GPS天线的技术指标如下：(1) 工作频段：12201235MHz。(2) 增益： 3dB12201235MHz。(3) E/H-3dB： 6012201235MHz。(4) 极

29、化：右旋圆极化。(5) 微带介质基板：Er=9.8。由于圆极化天线的波形与线极化天线的波形不同，因此对于圆极化矩形微带天线的馈电方式也有所不同，主要的馈电方式有两种：即一点式馈电和正交式馈电。正交馈电方式是让天线的两个相邻边分别馈入相差90的线极化波；而一点馈电方式则是由一个馈点产生幅度相等且极化正交的两个简并模，因此对于天线单元本身，就需要它引入一定的“微扰量”，一般来说，人们都是稍微的增加或者减少辐射单元的面积以达到目的。例如切角或者加边等，这个“微扰量”称为天线的简并单元。在设计GPS小型化天线时选择一点式馈电，如图4-1所示是一点式馈电的矩形微带天线，对于一点式馈电矩形微带天线来说，馈

30、电点选取在 X 或者 Y 轴上称为A型天线。如果在对角线上则成为 B 型天线。在实现天线的右旋极化时采用A型天线。令天线的“微扰量”s为天线简并单元，s0称为简并单元为正。实心点为馈电点。图4-1 一点式馈电的矩形微带天线圆极化微带天线的理论依据比较复杂，这里不做详细推导，只给出相应结论。对于一点式馈电矩形圆极化微带天线，当它正常工作时，需满足以下条件：(1)对于 A 型：|s/ S| Q0 = 1/2 (2)对于 B 型：|s/ S| Q0 = 1式中 s为天线简并单元，S 为原矩形贴片部分，Q0为天线品质因数。由于矩形微带天线属于一个开路/2线性谐振器，所以它可由下式求出：Q0=/2。4.

31、3 GPS小型化天线的仿真及优化根据天线的计算公式进行理论计算，计算出天线的尺寸、材料等。如表4-1所示是仿真的天线参数表表4-1 仿真的天线参数表材料长度宽度高度方形贴片Global38mm38mm0mm介质基片Al2_03_ceramic45mm45mm3mm接地板Global90mm90mm0mm切角4.4mm探针/馈点copper坐标(0,8,0)半径0.5mm由于方形贴片的长度、切角的大小和馈电的位置都会影响天线的技术指标，所以通过调节贴片的大小、切角的大小和馈电点的位置对天线的仿真进行优化。如表4所示是优化的天线参数表表4-2 优化的天线参数表材料长度宽度高度方形贴片Global3

32、7.75mm37.75mm0mm介质基片Al2_03_ceramic45mm45mm3mm接地板Global90mm90mm0mm切角2mm探针/馈点copper坐标(0,8,0)半径0.5mm如图4-2是GPS小型化天线的仿真的模型。如图4-3是GPS小型化天线的反射损耗曲线(S11参数图)，由反射损耗图中可以看出最小值的坐标(1.225GHz，-18.9504dB)，微带天线的带宽较窄，大概在10MHz左右，而中心频率是1.23GHz在误差范围内已达到天线技术指标。如图4-5是天线的轴比图即轴比随角变化的曲线，可以看出theta在正负60度的范围内均可以实现圆极化。如图4-4天线的辐射方向

33、图增益，在最大辐射方向增益4.8063dB。图4-2 GPS小型化天线的模型图4-3 GPS小型化天线反射损耗图4-4 GPS小型化天线增益图4-5 GPS小型化天线轴比4.4 实物测试 GPS小型化天线的实物如图4-6所示。图4-6 天线实物 天线的实物测试结果S11参数的测试如图4-7所示。图4-7 S参数图从图4-7中可以看出加工出来的天线的中心频率发生了偏离，比要求的中心频率小了，这可能是天线的实际加工中，对天线的尺寸，尤其是贴片尺寸的加工不够精确，导致天线贴片的实际尺寸大了，致使加工出来的天线的中心频率出现了偏差。从S参数图看天线的带宽完全达到技术指标。五 总结与展望在无线通信系统中

34、，由于无线通信的发展需要，特别是随着GPS系统越来越多的在民用移动设施中的应用，天线的小型化、圆极化以及多频段已经成为主要的研究方向，其应用前景也非常地广阔。于此同时，天线是整个系统中非常重要地器件，天线性能地优劣会直接影响通信系统的指标。因此，天线与系统的一体化设计也是目前无线通信中的一个热点领域。小型化、内置化、多频段、智能化成为小型化天线的发展趋势，并且一个好的天线在满足自身指标的同时，还需要周围的系统环境有好的兼容性。本论文针对当前GPS系统天线、移动通讯终端天线的需求，设计出符合性能指标要求的微带贴片天线。尽管本文对应用于GPS系统的天线进行了研究和设计，但出于论文时间和作者水平的限

35、制有许多工作尚需进一步完善。由于天线的制作以及实测条件的不足，给天线的实测数据带来了一定的影响，所设计出天线的某些性能还有待改进，今后本论文主要工作方向为：对于微带天线，可以多采用几种小型化技术，进一步减小其体积，同时不提高天线的成本。进一步改善其圆极化带宽，加宽方向图的辐射波束。除此之外，馈电点位置也应该进一步优化，是其低频能实现好的圆极化性能。GPS在未来的应用将有无限广阔的前景，由于应用的需要，其天线在许多方面还得进一步的发展，如微带天线的介质材料的更新、分形技术、光子带隙等新型技术的应用等。参考文献1 林昌禄.天线工程手册M.北京：电子工业出版社，2002.2 J.D.Kraus，R.

36、J.Marherfka著，章文勋译.天线M.北京：电子工业出版，2005.3 叶云裳，杨小勇.一种星载GPS接收天线J.中国空间科学技术,2001，(3)：11-23.4 薛虞锋，钟顺时.微带天线圆极化技术概述和进展J.电波科学学报，2002，17(4)：331-336.5 钟顺时.微带天线与理论M.西安：西安电子科技出版社，1991.6 沈亮，钟顺时.小型化介质加载方形四臂螺旋天线J.无线通信技术，2007，16(2)：29-31.7 David M.Pozar.Microstrip AntennasJ.Proceedings of the IEEE.1992,(1):79-91.8 R.M

37、unson.Conformal microstrip antennas and microstrip phased arraysJ.IEEE Trans.on Antennas and Propagation.1974,(1):74-78.9 王增和，卢春兰，钱祖平.天线与电波传播M.机械工业出版社，2003.10 廖承恩.微波技术基础M.西安：西安电子科技大学出版社，1994.11 谢处方，饶克谨.电磁场与电磁波M.北京：高等教育出版社，1979.12 周朝栋，元坤，杨恩耀.天线与天波M.西安：西安电子科技出版社，1999.13 张钧，刘克诚，张贤铎等.微带天线理论与工程M.北京：国防工业出

38、版社，1988.14 钟顺时.微带天线理论与应用M.西安：西安电子科技大学出版社，1991.15 周朝栋，王元坤，杨恩耀.天线与天波M.西安：西安电子科技大学出版社，1994.16 薛虞锋，钟顺时.微带天线圆极化技术概述和进展J.电波科学学报，2002，17(4)：331-336.17 陈允芳，卫星测控手册M.北京：科学出版社，1993.18 周朝栋，王元坤，杨恩耀.天线与天波M.西安：西安电子科技大学出版社，1994.19 徐挺威.宽带小型化四臂螺旋天线的研究M.西安电子科技大学出版社，2010.20 王斌，曲新波，张宏苏.短路针加载矩形微带贴片天线的研究J.军事通信技术，2006，27(4)：58-61.21 张天瑜.基于HFSS的不同形状微带贴片天线的仿真设计J.岩林师范人学学报, 2008, 11(4)：23-25.