崔岭芝

摘 要：设计了一种新型的GPS双频带天线。在单级子微带天线的上贴片上开锥形缝隙使其尺寸减小，具体为。仿真结果显示，天线在1.23 GHz和1.58 GHz两个频段点处，S11分别达到了-16.7和-11.9。同时天线在远场区辐射方向图近乎全向，性能稳定。

关键词：GPS；双频带；小型化

全球定位系统（Global Positioning System）在车辆跟踪、话务指挥和紧急救助等方面都有着广泛的应用。而GPS天线是这个系统中很重要的一部分，它的主要工作频段是1.23 GHz 和1.58 GHz。所以，分析和研究可以同時在这两个波段的天线是有必要的。同时，随着科技的进步，人们对于电子产品的微型化提出了较高的要求，这也使得天线的微型化迫在眉睫。

GPS天线已经吸引了诸多学者的关注。文献[1]采用开矩形槽的方式实现双频带，文献[2]在贴片上刻蚀矩形槽的方式实现了小型化，但上述天线都尺寸较大。本文提出的小型化GPS单极天线整体尺寸为，且在1.23 GHz 和1.58 GHz两个频率点上的回波损耗分别达到了-16.7和-119，方向图与单极子天线类似，性能符合实用的需要。

1 设计与分析

如图1，天线是由上贴片、地面贴片和介质因数为10.2的介质基板三部分组成的。上贴片通过在中间切锥形缝隙增加了电流线的长度，实现天线的小型化。天线采用同轴线的馈电方式，将上贴品穿过1.6 mm的介质与地面相连。经过优化后，各个参数的尺寸为，W=35 mm，L=28 mm，W2=12.5 mm，L2=1mm。

2 结果与仿真

如图2，天线在1.23 GHz 和1.57 GHz两个频率点的回波损耗分别达到了-16.7和-11.9，带宽分别为20 MHz和17 MHz。在1.23 GHz 和1.57 GHz两个频点处与50Ω阻抗具有较好的匹配，反射较小。如图3，天线在H面的方向图是几乎全向的，在E面的方向图与普通的单级子天线完全类似，可见天线辐射性能良好。

3 结论

本文设计了一种新的小型化的GPS双频带天线，在123GHz 和1.58 GHz两个频率点都实现了符合要求的阻抗匹配。且天线不仅结构简单，而且远场区辐射全向性高，具有较高的可参考性。

参考文献：

[1]莫凡，林福民.一种新型双频圆极化卫星导航天线的设计[J].广东工业大学学报，2018，3（2）：86-94.

[2]张晓燕，王国皓，刘志伟.一种新型智能手机的平面小型GPS 天线的仿真研究[J].井冈山大学学报，2014，24，55-57.

[3]Hsiao F R，Wong K L.Compact Planar inverted 2F Patch antenna for tripple frequency Operation [J].Microwaveand Optical Technology Letters，2002，33（2）：459-462.

[4]钟顺时.微带天线理论与应用[M].西安： 西安电子科技大学出版社，1991：135-137.