GNSS array: diseño de una antena con polarización circular

Aquest projecte es centra en el disseny d’una antena microstrip per a GNSS. Una antena per a GNSS ha de tenir adaptació de impedància d’entrada i polarització circular a dretes, com a principals especificacions, en el rang de 1.15-1.6 GHz. El tipus d’alimentació d’una antena microstrip amb el major ample de banda d’adaptació és l’alimentació mitjançant acoblament per apertura. Si a l’antena s’introdueixen dos apertures de forma ortogonal, alimentades amb un desfasament de 90º entre elles, s’aconsegueix polarització circular. L’opció de separar les apertures redueix la transferència de potència entre elles, i disminueix el guany de polarització creuada. La xarxa d’alimentació dissenyada és un divisor de Wilkinson amb una línia de λ/4 a la freqüència central, encara que el desfasament als extrems de la banda no sigui de 90º. Com a xarxa d’alimentació es va provar un hibrid de 90º, però l’elevat valor del paràmetre S21 de l’antena impossibilita l’adaptació a l’entrada del hibrid.

Este proyecto se centra en el diseño de una antena microstrip para GNSS. Una antena para GNSS debe tener adaptación de impedancia de entrada y polarización circular a derechcas, como principales especificaciones, en el rango 1.15-1.6 GHz. El tipo de alimentación de una antena microstrip con el mayor ancho de banda de adaptación es la alimentación mediante acoplo por apertura. Si en la antena se introducen dos aperturas de forma ortogonal, alimentadas con un desfase de 90º entre ellas, se logra polarización circular. La opción de separar las aperturas reduce la transferencia de potencia entre ellas, y disminuye la ganancia de polarización cruzada. La red de alimentación diseñada es un divisor de Wilkinson con una línea de λ/4 a la frecuencia central, aunque el desfase en los extremos de la banda no sea de 90º. Como red de alimentación se probó un híbrido de 90º, pero el elevado valor del parámetro S21 de la antena imposibilita la adaptación a la entrada del híbrido.

This project is based on the design of a microstrip antenna for GNSS. A GNSS antenna must have input impedance matching and right hand circular polarization, as main specifications, in the frequency range of 1.15-1.6 GHz. The feeding technique of a microstrip antenna with the biggest impedance matching bandwidth is the aperturecoupled feeding technique. If two apertures are introduced orthogonally in the antenna, and feeded with a 90º phase difference between them, circular polarizations is achieved. The option of separating the apertures reduces the power transference between them, and decreases the cross-polarization gain. The designed feeding network is a Wilkinson divider with a λ/4 line at central frequency, although the phase difference at the ends of the band is not 90º. A 90º branch-line was tested as feeding network, but the high level of the antenna S21 parameter makes impossible the input impedance matching of the 90º branch-line.