基于超材料的双频双圆极化北斗导航天线设计

基于超材料结构提出并设计了一种应用于北斗卫星导航系统的双频双圆极化短报文通信天线。天线结构为由16个I形超材料单元和17个Γ形超材料单元构成的单臂平面螺旋,采用单点馈电方式进行馈电。利用超材料可以在不同频段分别产生负相移常数和正相移常数的特性,实现在北斗L频段辐射左旋圆极化波、在S频段接收右旋圆极化波的特性。结果表明,天线在1.615 GHz频率处辐射左旋圆极化波,增益约为3.6 dBi,在L频段,S_(11)<-10 dB的带宽约为8%,3 dB轴比带宽约为6%;天线在2.492 GHz频率处接收右旋圆极化波,增益约为4.85 dBi,在S频段,S_(11)<-10 dB的带宽约为12%,3 dB轴比带宽约为5.5%,满足北斗卫星导航系统短报文通信的要求。