GPS/WLAN信號同時(shí)接收的天線(xiàn)設計

　　根據上述這些分析和仿真，制造出了幾個(gè)天線(xiàn)，其中兩個(gè)如圖5所示(左圖為天線(xiàn)A，而右圖為天線(xiàn)B)。這些天線(xiàn)基本上都一次性滿(mǎn)足了所有電氣方面的要求和空間質(zhì)量要求，這在很大程度上歸功于良好的設計過(guò)程控制、仿真和驗證的廣泛使用以及卓越的機械設計和加工經(jīng)驗。

　　圖6顯示了天線(xiàn)A和天線(xiàn)B的回波損耗，其頻響曲線(xiàn)與圖1中期望的仿真結果非常相近。仿真和實(shí)際硬件之間的差異可能由于實(shí)驗室中一些調整所引起，盡管這些調整很小。所測的兩個(gè)天線(xiàn)的輻射圖和增益如圖7所示。其中，圖7的左上部分和左下部分是天線(xiàn)A分別在1.8 GHz和2.25 GHz的測量結果，而圖7的右上部分和右下部分則分別是天線(xiàn)B分別在1.8 GHz和2.25 GHz的測量結果。每個(gè)輻射圖都包括0、45、90和135度方位圖截面。注意這些所測輻射圖與圖2中的仿真結果的相似之處。測量的后瓣性能與仿真相似，不過(guò)并沒(méi)有對所有天線(xiàn)都進(jìn)行測量。

除了“常規”的天線(xiàn)要求之外，衛星有效載荷在發(fā)射前的地面測試中，還需要一個(gè)通道來(lái)測試衛星上部機艙內的通信鏈路，并且在不向上部機艙輻射的條件下，提供與衛星有效載荷的通信。最終，要求天線(xiàn)在非?？拷l星的各種其它子系統的條件下有效地工作，包括太陽(yáng)能電池陣列板。為了提供一種方法，使天線(xiàn)不往上部機艙中輻射，而又提供一個(gè)與天線(xiàn)通信的通道，需要一些特殊的考慮?？紤]過(guò)使用波導的方法，但是結構上卻無(wú)法實(shí)現。對各種天線(xiàn)盒和天線(xiàn)帽進(jìn)行EM仿真以確定截止特性和熱點(diǎn)，最終開(kāi)發(fā)出一種將濾波器和天線(xiàn)結合在一起的設計方案，稱(chēng)作為“濾波天線(xiàn)”。

　　這種新設計的部分難點(diǎn)在于腔內或波導中存在天線(xiàn)諧振。在經(jīng)歷了一些不成功的實(shí)驗之后，將濾波器理論和天線(xiàn)理論結合在一起，并對耦合諧振器模型進(jìn)行仔細優(yōu)化，用來(lái)設計濾波天線(xiàn)。該設計包括一個(gè)類(lèi)似蓋子的天線(xiàn)帽，其對濾波損耗的影響最小(圖8)，增加這個(gè)帽只是為了測試(在衛星應用中并不需要)。EM仿真結果顯示，諧振點(diǎn)的位置非常敏感，其位置隨著(zhù)所加天線(xiàn)帽的位置而變化，特別是低端諧振點(diǎn)?；夭〒p耗和插入損耗的仿真結果如圖9所示，而圖10則顯示了測試出來(lái)的雙端口插入損耗(上半部分)和雙端口回波損耗(下半部分)。除了實(shí)驗室中為了改進(jìn)低邊帶的回波損耗而進(jìn)行的某些調節后的測量之外，仿真數據和測量數據極其一致。圖11顯示了濾波天線(xiàn)的仿真EM場(chǎng)的側視圖，以及端口間的耦合機制。

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