GPS/WLAN信号同时接收的天线设计
根据上述这些分析和仿真,制造出了几个天线,其中两个如图5所示(左图为天线A,而右图为天线B)。这些天线基本上都一次性满足了所有电气方面的要求和空间质量要求,这在很大程度上归功于良好的设计过程控制、仿真和验证的广泛使用以及卓越的机械设计和加工经验。
![制造出了几个天线](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20130807/156197_2_0.jpg)
图6显示了天线A和天线B的回波损耗,其频响曲线与图1中期望的仿真结果非常相近。仿真和实际硬件之间的差异可能由于实验室中一些调整所引起,尽管这些调整很小。所测的两个天线的辐射图和增益如图7所示。其中,图7的左上部分和左下部分是天线A分别在1.8 GHz和2.25 GHz的测量结果,而图7的右上部分和右下部分则分别是天线B分别在1.8 GHz和2.25 GHz的测量结果。每个辐射图都包括0、45、90和135度方位图截面。注意这些所测辐射图与图2中的仿真结果的相似之处。测量的后瓣性能与仿真相似,不过并没有对所有天线都进行测量。
![天线A和天线B的回波损耗](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20130807/156197_2_1.jpg)
![天线A和天线B的回波损耗](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20130807/156197_2_2.jpg)
除了“常规”的天线要求之外,卫星有效载荷在发射前的地面测试中,还需要一个通道来测试卫星上部机舱内的通信链路,并且在不向上部机舱辐射的条件下,提供与卫星有效载荷的通信。最终,要求天线在非常靠近卫星的各种其它子系统的条件下有效地工作,包括太阳能电池阵列板。为了提供一种方法,使天线不往上部机舱中辐射,而又提供一个与天线通信的通道,需要一些特殊的考虑。考虑过使用波导的方法,但是结构上却无法实现。对各种天线盒和天线帽进行EM仿真以确定截止特性和热点,最终开发出一种将滤波器和天线结合在一起的设计方案,称作为“滤波天线”。
![滤波损耗](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20130807/156197_2_3.jpg)
这种新设计的部分难点在于腔内或波导中存在天线谐振。在经历了一些不成功的实验之后,将滤波器理论和天线理论结合在一起,并对耦合谐振器模型进行仔细优化,用来设计滤波天线。该设计包括一个类似盖子的天线帽,其对滤波损耗的影响最小(图8),增加这个帽只是为了测试(在卫星应用中并不需要)。EM仿真结果显示,谐振点的位置非常敏感,其位置随着所加天线帽的位置而变化,特别是低端谐振点。回波损耗和插入损耗的仿真结果如图9所示,而图10则显示了测试出来的双端口插入损耗(上半部分)和双端口回波损耗(下半部分)。除了实验室中为了改进低边带的回波损耗而进行的某些调节后的测量之外,仿真数据和测量数据极其一致。图11显示了滤波天线的仿真EM场的侧视图,以及端口间的耦合机制。
![仿真结果](http://m.amcfsurvey.com/editerupload/fetch/20130807/156197_2_4.jpg)
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