小型化手持终端GPS天线研究
【摘要】： 最近这几年全球定位系统(GPS)逐渐由军用转向民用,尤其是随着电信业者积极推进基于GPS的位置服务(Location-based Service, LBS),内置GPS功能的便携式导航设备、GPS手机等将会越来越普及,使得对GPS天线的体积、外观、系统集成度的要求越来越高。另外,还要求降低GPS天线成本,这才是其能广泛应用的关键。微带天线是天线小型化的研究对象之一,而利用LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic,低温共烧陶瓷)技术能进一步缩小天线的体积。 LTCC以高耐温性、高热传导率、高耐湿性、低介质损耗、优良的高频高Q特性等特点,非常适于作为小型化天线的材料。而LTCC工艺所具备的多层技术又使得天线的布局从二维走向三维,为天线的小型化创造了良好的工艺条件。 本论文针对GPS天线的以上要求,在现有技术理论的基础上,进行了一些新的设计和研究。并给出了研究过程和实验结果。论文包括以下内容: 首先,综述近年来GPS天线(平面天线、螺旋天线)的研究进展,以及实现小型化和多频带工作的一些方法。介绍了LTCC工艺的发展和现状,并简单介绍了LTCC工艺的流程和常用材料。 其次,基于LTCC工艺,结合表面贴装技术,提出了两种线极化的陶瓷芯片GPS天线,有效地减小了天线的体积。通过使用3D电磁场仿真软件对这种天线进行了仿真,研究了驻波、增益、方向图等特性,并制作了其中一款天线的实物,测试结果表明,仿真和测试结果基本吻合。 第三,设计和研究了一种双频堆叠三角形贴片GPS微带天线,工作在1227MHz和1575MHz两个频段。通过上下堆叠实现双频工作,选取合适的馈电点位置,达到驻波要求。仿真结果表明其满足了双频圆极化的要求。
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