20、多频段 GNSS 螺旋天线技术解析

多频段 GNSS 螺旋天线技术解析

1. GNSS 天线模式分析

在 GNSS 天线中，不同模式的电流分布和辐射特性对天线性能有着重要影响。以某天线为例，其模式 1 会在正向产生右旋圆极化（RHCP）辐射，电流从馈电点开始，沿着四条螺旋臂向末端呈指数衰减。

模式 3 的电流分布有两个组成部分：
- 传输线电流分量：该分量在接近四条螺旋线末端时衰减很小，因为它不产生辐射。
- 有源模式分量：与模式 1 类似，该分量在向螺旋线末端传播时会产生辐射，同时电流也会逐渐衰减。

由于模式 3 的传输线电流分量衰减缓慢，当电流到达螺旋线末端时仍然较强，从而可能从末端反射回来，形成驻波。当这些电流通过天线周长为一个波长的区域时，会产生与模式 1 旋转方向相反的圆极化信号。模式 3 会产生一个指向天顶的窄左旋圆极化（LHCP）波束，以及一个分裂波束的 RHCP 模式，这对天线的极化纯度有害。此外，螺旋臂末端反射电流产生的二次辐射会导致轴比变差、带宽减小以及后瓣产生，进而增加多径效应。因此，在设计 GNSS 天线时，需要尽力抑制电流从螺旋绕组末端反射。

2. 已开发的多频段大地测量 GNSS 天线

目前已经开发出了四种使用不同螺旋几何形状的多频段大地测量 GNSS 天线：
1. Roke Manor 的 GNSS 多频段背腔阿基米德四臂螺旋天线 ：由英国的 Roke Manor Research 开发，带有特殊的接地平面。
2. WEO 的基于 SMM 技术的超宽带 GNSS 天线 ：由美国的 WEO 公司设计，采用了他们的专利螺旋模式微带技