Short presentation about GPS patch antenna

1.  GPS является системой глобального позиционирования , построенной
на основе сети спутников принадлежащих Министерству Обороны
США. Система полностью глобально, охватывает все континенты, ни
сколько не зависит от погодных условий на местности и времени суток.
Принцип получения координат построен на вычислении расстояния до
спутников, согласованности показания времени на точке измерения и
спутнике, расположения в координатной плоскости каждого спутника на
небесной сфере и коэффициентов коррекции, учитывающих ошибки
вносимые при прохождении сигнала через ионосферу и тропосферу.
 Классификация GPS-антенн:
 1. Конструктивная : выносные и встроенные;
 2. По типу: активные и пассивные;
 3. По назначению.

2.  Печатный излучатель представляет собой прямоугольную пластину, возбуждаемую
одним или несколькими штырями. Такой печатный излучатель способен создавать
поле как с линейной, так и с круговой поляризацией, а так же работать на одной или
двух частотах с взаимно ортогональным расположением плоскостей поляризаций
излучаемых волн.
 К достоинствам печатных излучателей можно отнести малые габариты и массу,
простоту и дешевизну изготовления;
 А к недостаткам: узкие полосы рабочих частот, а также увеличенный уровень
диссипативных потерь.
 Микрополосковая антенна характеризуется следующими геометрическими
размерами:
 длиной и шириной подложки, а так же длиной и шириной печатного излучателя

3. Моделирование в среде MATLAB

4. 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50
Freq [GHz]
-17.50
-15.00
-12.50
-10.00
-7.50
-5.00
-2.50
0.00
dB(St(1,1))
Patch_Antenna_ADKv
1
Return Loss ANSOFT
Curve I
nf o
dB(St(1,1))
Setup1 : Sw eep1
-200.00 -150.00 -100.00 -50.00 0.00 50.00 100.00 150.00 200.00
Theta [deg]
-25.00
-20.00
-15.00
-10.00
-5.00
-0.00
5.00
10.00
Y1
Patch_Antenna_ADKv
1
ff_2D_GainTotal ANSOFT
Curve I
nf o
dB(GainTotal)
Setup1 : LastAdaptive
Freq='1.575GHz' P
hi='0deg'
dB(GainTotal)_1
Setup1 : LastAdaptive
Freq='1.575GHz' P
hi='90deg'
0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00 2.25 2.50
Freq [GHz]
-1.00
-0.75
-0.50
-0.25
0.00
0.25
0.50
0.75
1.00
im(ActiveS(coax_pin_T1))
Patch_Antenna_ADKv
1
XY Plot 1 ANSOFT
Curve I
nf o
im
(ActiveS(coax_pin_T1))
Setup1 : Sw eep1

7.  В ходе выполнения данной работы были проработаны вопросы, связанные с
проектированием и моделированием микрополосковой антенны для решения задач
спутниковой навигации.
 Разработан программный модуль расчета микрополосковой антенны в среде Matlab. Из
многообразия антенн, используемых для спутниковой навигации, была выбрана именно
микрополосковая, ввиду ее очевидных достоинств в сравнении с другими антеннами, а
именно: относительная простота в изготовлении, компактные размеры и малый вес.
 Проведен теоретический анализ антенн с использованием известных расчетных
выражений для микрополосковых антенн. В среде MATLAB разработан программный
модуль расчета геометрических размеров излучающего проводника микрополосковой
антенны и ее диаграммы направленности. Разработанный модуль находится в тестовом
режиме. В дальнейшем запланированы усовершенствования модуля с целью выполнения
полного расчет антенны.
 В пакете программы HFSS выполнено моделирование разрабатываемой антенны для
диапазона 1,575 ГГц и получены ее характеристики. Результаты расчета, полученные с
применением MATLAB-модуля, незначительно отличаются от характеристик, которые
получены с использованием ПО HFSS.
 Проведен экономический анализ эффективности создания подобных устройств.
Разработан комплекс мероприятий по безопасности жизни и деятельности человека и
технике безопасности.
 Задание на дипломный проект выполнено в полном объеме.