亚太经合组织 主动和被动电子元件 1563 - 5031 0882 - 7516 Hindawi出版公司 693263年 10.1155 / 2008/693263 693263年 研究文章 一个紧凑的频段下的宽带多层天线GPS应用程序 Abd Elrazzak 马赫M。 1 Alsharekh m F。 2 戈埃尔 Ashok 1 通信和电子部门 工学院 收住曼苏拉大学的科 收住曼苏拉35516科 埃及 mans.eun.eg 2 通信部门 电信和信息学院(CTI) 11622年利雅得 沙特阿拉伯 cti.edu.sa 2008年 24 09年 2008年 2008年 06 04 2008年 13 07年 2008年 08年 09年 2008年 2008年 版权©2008 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

一个紧凑的宽带多层贴片天线提出了GPS系统的应用。这个天线覆盖了L1、L2和L5 GPS的操作频率1.575,1.227,和1.176 GHz。高介电常数介电材料用于减小天线的尺寸。获得天线的尺寸 32 × 18 × 2.117 毫米。验证设计、时间依赖性场分布、散射参数,和辐射模式。散射参数表明,天线在GPS频率低于运营 − 10 dB。时域有限差分(FDTM)与完美匹配层(PML)在目前的分析。

 1。介绍

在过去的几年里,微带天线是最快速发展的天线。这些天线在移动通信领域的广泛应用,集成系统、卫星等等。微带天线相比有很多优势与传统微波天线重量轻,体积小,成本低,易于安装。微带天线的一个最重要的缺点是他们有限的带宽,特别是覆盖某一群特定的应用程序。目前的工作重点是设计的宽带微带天线GPS应用程序( 1- - - - - - 4]。GPS系统有三个带,即L1 (1.575 GHz), L2 (1.227 GHz),和L5 (1.176 GHz) [ 2]。最近,几个低调的天线已经出版覆盖最后一个乐队。在[ 1天线,提出了一种双波段L1和L2而在 2, 3),三个波段的天线设计L1, L2和L3。在[ 3),一种可调技术适应天线用于操作所需的乐队在[ 4),修改后的f形天线使用高介电常数。

在目前的工作,一个紧凑的堆叠贴片天线获得覆盖三个GPS乐队没有任何调优技术。天线是微带馈线美联储的适合与平面集成电路。高介电常数介电材料用于减小天线的尺寸。两种不同介质基板的22和25介电常数。时域有限差分( 5, 6)和完美匹配层(PML) [ 7)用于目前的分析。

 2。天线结构

提出了多层天线如图 1。矩形贴片天线的长度等于 l = 16 毫米,宽度等于 w = 12.45 毫米。较低的底物的高度等于0.794毫米。较低的补丁是美联储的微带线宽度2.490毫米。上层块大小相同的低,并分配上。

提出了多层天线的几何(mm)的所有维度。

 3所示。天线设计

为了减少天线的大小,高介电常数材料是作为介质基板。两种不同的情况下被认为是。

案例1。

两个基板的陶瓷介电材料的相对介电常数等于22,和上层基板有一个高度等于1.820毫米。

 例2。

两个基板的介电材料的相对介电常数等于25,和上层基板有一个高度等于1.323毫米。这种结构比第一个更紧实。

 4所示。仿真和讨论

提出了多层天线设计通过使用时域有限差分(FDTD) ( 5, 6]。完美匹配层(PML)应用于终止计算域( 7]。

天线的情况 1,场分布不同时间步长下补丁在平面的图 2。然而,图 3显示了相同的时间步长分布的平面上的补丁。从数据 2(d)和 3(d),我们可以观察到的领域转移到上面的补丁。

的场分布 E z ( x , y , z ) 在飞机的低的情况 1在不同的时间( n 时间步长)的数量。

n = 600年

n = 900年

n = 1200年

n = 1500年

的场分布 E z ( x , y , z ) 在飞机的低的情况 1同时图的步骤 2。

n = 1500年

散射参数的情况 1天线在图 4。这个数字表明,提出的天线的回波损耗小于10 dB 1.15 GHz 1.75 GHz。这个范围覆盖频段下的GPS应用程序。

情况下的散射参数 1频段下多层天线的GPS应用程序。

图 5显示了输入阻抗的情况 1提出了结构。阻抗的实部几乎等于50 Ω 而其对应的虚部几乎为零的GPS乐队。

相应的输入阻抗天线的散射参数如图 4。

图 6显示第二个天线的散射的维度 2。的回波损耗图表明GPS频带覆盖不到10 dB 1.05 GHz 1.65 GHz。

情况下的散射参数 2频段下多层天线的GPS应用程序。

输入阻抗的第二结构如图 7。在第一个结构的情况下,它的实部阻抗几乎等于50 Ω 当虚部趋近于零。

相应的输入阻抗天线的散射参数如图 6。

图 8显示了辐射模式的案例 1多层天线GPS乐队几乎不变。此外,图表明,广泛的模式覆盖达到适合便携式GPS应用程序。

情况下的辐射模式 1多层天线。

 5。结论

给出了一个紧凑的宽带多层天线覆盖频段下的GPS。高介电常数介电材料用于最小化的天线尺寸 32 × 18 × 2.117 毫米。散射参数表明,天线在GPS频率低于−10 dB。天线结构紧凑和其广阔的模式覆盖使这个天线适合用于便携式GPS应用程序。时域有限差分(FDTM)与完美匹配层(PML)在目前的分析。

 室外地滚球戏 l boccia@deis.unical.it Amendola G。 Di马萨 G。 一个高精度GPS双频微带贴片天线的应用程序 IEEE天线和无线传播的信 2004年 3 1 157年 160年 10.1109 / LAWP.2004.832127 周 Y。 zhou.160@osu.edu 陈 c c。 chen.118@osu.edu Volakis j·L。 volakis.1@osu.edu 双波段proximity-fed堆叠频段下的GPS应用程序补丁天线 IEEE天线和传播 2007年 55 1 220年 223年 10.1109 / TAP.2006.888476 周 Y。 Koulouridis 年代。 Kiziltas G。 Volakis j·L。 一个新颖的1.5 ”四频段下天线的GPS应用程序 IEEE天线和无线传播的信 2006年 5 1 224年 227年 10.1109 / LAWP.2006.875282 李 R。 rlli@ece.gatech.edu 锅 B。 拉斯卡尔 J。 Tentzeris M . M。 紧凑的宽带平面天线的GPS, dcs - 1800, imt - 2000和WLAN的应用程序 IEEE天线和无线传播的信 2007年 6 25 27 10.1109 / LAWP.2006.890754 昆兹 k . S。 Luebbers r . J。 电磁学的时域有限差分方法 1993年 英国伦敦 CRC的新闻 Abd-Elrazzak M . M。 Al-Nomay i S。 一个圆形微带贴片天线的设计蓝牙和HIPERLAN应用程序 3 第九届亚太会议通信学报》(" ' 03) 2003年9月 马来西亚槟城 974年 977年 10.1109 / APCC.2003.1274243 贝朗热 j。 完美匹配层的FDTD方法波结构相互作用问题 IEEE天线和传播 1996年 44 1 110年 117年 10.1109/8.477535