9、微带天线在GNSS系统中的应用与设计解析

微带天线在GNSS系统中的应用与设计解析

1. GNSS天线性能要求

在GNSS（全球导航卫星系统）应用中，天线性能至关重要。对于所有工作频率，当仰角大于10°时，天线轴比不应大于3 dB；在仰角为5° - 10°时，轴比不应超过6 dB。为满足轴比3 dB的要求，天线的交叉极化比需达到15.3 dB，交叉极化比定义为入射信号交叉极化左旋圆极化（LHCP）分量的功率密度与主右旋圆极化（RHCP）分量的功率密度之比。

高精度大地测量级天线用于载波相位跟踪时，需要有稳定的相位中心，其随仰角的变化应极小。基于GPS的姿态确定系统也有同样要求。此外，天线还需限制在工作带宽内群延迟随频率的变化，群延迟对于维持现代GPS中M码以及伽利略系统多个频段所使用的二进制偏移载波（BOC）码的保真度尤为重要。

2. 微带天线概述

微带天线，通常称为贴片天线，是民用和军事系统中最常用的GNSS天线类型。它具有以下优点：
- 低剖面、紧凑的尺寸，能与安装表面形状相适应。
- 易于实现右旋圆极化（RHCP）。
- 制造成本低。

这些优点使其在各种GNSS应用中具有独特优势，难以被其他天线设计所替代。

在航空电子设备中，微带天线的低剖面和紧凑性使其能轻松满足ARINC 743尺寸要求（横向尺寸不超过4.7” × 3”，高度不超过0.73”）。此外，还有一种更小的“泪滴”形状规格。这些特性也使微带天线非常适合用于GPS军事导航系统中的自适应天线阵列，用于对抗干扰和进行波束形成。

在手持设备天线方面，利用高介电常数陶瓷基板可制造小型化天线，使其能轻松集成到手机和个人数字助理（PDA）等手持导航设备中。