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2021-11-14浙江理工大学1开题报告课题名称：GPS抗干扰技术-多频带高增益 微带天线的仿真与设计班 级：07通信工程*班学 号：E*姓 名：*2021-11-14浙江理工大学2选题意义与可行性分析 GPS接收机在民用领域迅猛开展,特别是在车辆导航和便携式定位导航等方面潜力巨大。GPS信号微弱，因此对接收机的抗干扰研究也非常重要。在GPS抗干扰研究中，设计出符合要求并且精度较高的抗干扰天线意义重大。虽然目前GPS天线技术已经趋于成熟，但他仍旧是制约接收机性能的瓶颈。微带天线理论和计算机辅助设计软件使得GPS天线设计成为可能。2021-11-14浙江理工大学3国内外研究现状 近年来便携式接收机的应用，对GPS天线提出了特殊的要求，包括天线的小型化、降低天线本钱、增强抗干扰能力和双频/多频段等。微带天线作为一维小型化天线,以其低轮廓、可共形、易集成等颇具特色的优点近年来在天线开发实用中独占鳌头。当前圆极化微带天线的开展已不只是要求实现圆极化工作和保证带宽，而且要求小型化和双频段甚至多频段。2021-11-14浙江理工大学4 研究的根本内容与拟解决的主要问题 根本内容：1.微带天线设计理论的分析与研究 微带天线的分析与设计方法有多种，常用的有传输线模型法、谐振腔模型法、矩量法及时域有限差分法等。本课题选择的是谐振腔模型法。天线单元的设计 天线单元的设计主要是根据GPS天线所需的参数如，频点、极化方向和输出阻抗等，来解决天线的理论设计，包括天线的形状、尺寸以及所用的材料等。2021-11-14浙江理工大学5 天线单元的仿真与优化 即使天线单元的设计已经完成，但也不能保证天线的各个参数都符合要求，因此需要对所设计的天线进行仿真和优化。本课题主要是使用Ansoft公司的HFSS来实现对天线的仿真和优化的拟解决的主要问题：1.如何提高天线的增益。2.如何是所设计的天线具有好的方向性。3.如何降低极化轴比。2021-11-14浙江理工大学6总体研究思路天线单元的理论设计 空腔理论：将贴片与接地板之间的空间看成是四周为磁壁、上下为电壁的谐振空腔,天线辐射场由空腔四周的等效磁流来得出,天线输入阻抗可根据空腔内场和馈源边界条件来求得。圆极化：圆极化的关键是鼓励起两个极化方向正交、幅度相等、相位差90度的线极化波。对于单点馈电的GPS微带天线来说,主要通过切角和偏置馈电来实现,切角包括辐射元切角和基片切角。2021-11-14浙江理工大学7 本课题所设计的微带贴片天线的模型 如下所示。根据理论研究矩形贴 片长宽由以下公式得到：天线单元的仿真与优化 根据HFSS仿真的一般过程，对理论研究得出的数据进行仿真。根据仿真结果，设置相应的优化变量，修改设置参数进行仿真分析和优化，提高所设计天线的性能。210212rfcWlfcLe2208.0264.0258.03.0412.0hwhwhlee2021-11-14浙江理工大学8预期研究成果1.设计得到满足要求的GPS微带贴片天线单元模型。参数符合以下要求 1频点：1.575G(1.551.65)；2增益2dBi、极化轴比2(仰角)；3驻波比2；4右旋圆极化；5输出阻抗：50。2.利用HFSS仿真出所设计天线的方向图、输入阻抗、方向图等参数，所得出的参数与理论值比较，经仿真优化，得到性能较高的GPS微带贴片天线单元模型。2021-11-14浙江理工大学9研究工作方案
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