随着卫星导航定位系统的飞速发展,全球卫星导航定位系统(GPS)以其具有的定位精度高、覆盖范围广、响应速度快、能全天候工作等优点在军民领域的应用越来越广泛。而我国自主研发的北斗卫星导航定位系统发展迅速,在囊括GPS功能的基础上,还具有短报文和双向交换信息功能。由于卫星导航定位系统应用层面趋至多样化和复杂化,天线作为卫星导航系统的终端,势必朝着兼容性更强、剖面更低、尺寸小型化、重量轻巧化的方向发展。圆极化微带天线作为经典的天线形式,拥有低剖面、小型化的理论基础和大量的实际工程应用,本文将以此为出发点,研究分析北斗圆极化微带贴片天线设计方法。在雷达通讯系统以及卫星导航系统等领域,圆极化天线因其结构简单、成本低、可降低多径效应和能够接收任意极化方式传输信号等特点,得到了广泛的应用。相较单元天线而言,阵列天线具有高增益、抗干扰能力强等优点,更适合卫星导航系统的长距离通信。论文通过对圆极化微带天线特性分析、天线形式的小型化设计以及天线阵列互耦的研究,设计了可应用于卫星导航系统的小型圆极化微带阵列天线。主要研究内容如下:1.对导航圆极化微带天线及其阵列课题的研究背景及意义进行了阐述,对比了全球范围内主要的四个卫星导航系统的优缺点,详细介绍了我国北斗导航系统的研究进程和重大突破。介绍了国内外圆极化天线的研究现状并总结了圆极化天线的特点、相关基础理论知识和设计方法,包括:1)利用高介电常数的介质板实现微带天线的小型化设计;2)通过加载缺陷地结构拓展带宽;3)采用双馈点的馈电形式结合功分移相器实现90°输出端口移相,从而达到圆极化的效果等。2.根据实际应用的限制条件,设计了单馈圆极化微带天线和双馈圆极化微带天线两种天线单元形式,采用高介电常数介质板以减小天线尺寸,同时通过缺陷地结构将单馈圆极化微带天线的带宽提升了28%,借助馈电网络良好的匹配特性也可以在双馈圆极化微带天线中达到展宽带宽的效果。3.为解决小间距阵列天线单元互耦的问题,在单馈圆极化微带天线组阵时提出了利用地槽结构滤除地电流耦合的方法,通过调整地槽结构的数量和宽度达到去耦合的效果。与未做处理的阵列相比,在地板上刻蚀地槽结构提高了阵元间隔离度,轴比带宽增加了9MHz。在双馈圆极化微带天线组阵时提出了各天线单元使用单独的介质板和地板,同时通过扼流槽来降低阵元间的耦合强度。在BD2 B3兼容GPS L1抗干扰天线阵的设计中,具有很高的隔离度,轴比带宽可达到32MHz。4.通过对单馈和双馈圆极化微带阵列天线各项参数指标分析论证,选择了双馈圆极化微带阵列天线作为卫星导航系统的终端天线。并在微波暗室中对完成的圆极化微带阵列天线进行远场测试,测试结果与仿真结果基本吻合。在验证天线阵列抗干扰性能过程中,采用LCMV准则对导航圆极化微带阵列天线的抗干扰性能进行仿真验证,仿真结果表明该天线阵列抗干扰性能良好。该兼容双频天线阵在较宽频段内系统性能稳定,小型化轻量化设计达到了预期要求,适用于弹载和小型无人机载等卫星定位领域设备。