文档介绍：硕士学位论文

论文题目圆极化织物微带 GPS 天线的研制
及其小型化研究
研究生姓名徐思聪
指导教师姓名王国和
专业名称纺织材料与纺织品设计
研究方向纺织产品设计与开发
论文提交日期 2013 年 3 月
圆极化织物微带 GPS 天线的研制及其小型化研究中文摘要

圆极化织物微带 GPS 天线的研制及其小型化研究
中文摘要
圆极化织物微带 GPS 天线是一类可应用于 GPS 定位搜索的功能性纺织品。本文
通过 HFSS 软件研究导电层对圆极化织物微带 GPS 天线性能的影响,在探究 GPS 天
线圆极化性能最佳的织物规格的基础上,并探索其小型化。
通过测定织物的介质常数、厚度及正切角损耗值研究一体化织物微带 GPS 天线
的 HFSS 仿真,并结合纺织工艺,针对辐射层和接地板的铜丝密度、粗细及其排列方
式,研制 16 只织物天线,研究导电层对圆极化织物 GPS 天线性能的影响。结果表明:
(1)辐射层的经向铜丝密度越大,天线的反射性能和方向性越好;纬向铜丝密度越
大,其谐振频率越小,方向性越好且方向性系数有无限靠近某一定值的趋势;纬纱排
列方式对其性能的影响较小;(2)辐射层和接地板的纬向铜丝越粗,谐振频率越小,
且方向性也越好;与接地板相比,辐射层的纬向铜丝粗细对谐振频率和方向性的影响
较大。
基于 Smith 圆图形成的原理,研究了织物 GPS 天线的圆极化,优化出圆极化性
能最佳的导电层规格。针对 6 款不同导电层规格的织物 GPS 天线进行调试,在满足
中心频率和阻抗匹配值 50 的条件下,圆极化性能最佳的导电层规格为:
辐射层由 的铜丝组成,经纬密均为 600 根/10cm,纬纱排列方式为涤/铜/涤/
铜循环交织。经测试,-10 dB 的带宽为 %,回波损耗为-,增益值为 ,
效率为 %,轴比为 ,GPS 性能良好。
在实现 GPS 圆极化的基础上研究其小型化。以切槽为手段,通过 HFSS 仿真,
采用同轴馈电方式设计并调试出圆极化织物 GPS 小型化天线,其尺寸小约 24%。表
明通过开槽的方法可增加电流的有效路径使其降频,在缩小尺寸的同时满足 GPS 天
线的功能要求。
关键词:织物天线;GPS 天线;谐振频率;圆极化;小型化
作者:徐思聪
指导老师:王国和
I
英文摘要圆极化织物微带 GPS 天线的研制及其小型化研究

The Development of Circular Polarization Fabric Micro
Strip GPS Antenna and Study of Miniaturization

Abstract

Circular polarization fabric micro stirp GPS antenna is a kind of functional fabric
which can apply in GPS location and seeking. According to HFSS, the present paper not
only has done the research of the influence of conductive layers on circular polarization
fabric micro strip antenna, but also manufactured this antenna. Furthermore, the realization
of miniaturization has been explored.
By testing dielectric constant, thickness and tangent angle loss, HFSS is used to
design the antenna. Aimed at exploring the performance of radiation layer and ground plate,
16 fabrics have been essfully manufactured. The result shows: (1)when warp copper
wire’s density of radiation layer es larger, the reflection and directivity of antenna
will approach perfect; when weft