全球定位导航系统作为一项新兴产业在军用和民用领域都具有重要的应用价值,而北斗作为我国独立研发经营的导航系统,正处于快速发展且逐步投入使用的阶段。对卫星导航系统而言,由于它辐射的是圆极化信号,所以圆极化天线具有十分重要的研究价值和适用意义。我们知道,宽波束天线具有较强的覆盖能力,能够多方位的接收卫星信号,这对于导航系统实现精准定位具有重大帮助,尤其是对我国发展中的北斗,其本身空间中的卫星就很少加之又是零散分布在各个角落,因而宽波束就显得尤其重要。除了要求天线波束达到一定宽带,为了能迅速捕获信号强度较弱的卫星信号,往往还要求天线具有一定的低仰角增益。与此同时,还需要天线具有一定的频带宽度,以便能同时覆盖到卫星导航系统的多个频段,达到减小天线数目,使设备小型化的目的。本文以北斗导航系统为研究背景,首先阐述了其终端天线研究现状及存在的问题;然后介绍了天线的基本参数、微带天线及圆极化微带天线的基本理论知识,包括辐射原理、馈电方式及区别、贴片尺寸计算的经验公式、极化方式等等;最后针对北斗系统终端天线存在的系列问题提出了以下几种应对方案:(1)为解决窄带的问题,特提出了一种新型的背馈方式("L"型馈电)。这里,我们首先分析了其实现宽频带的机理,根据一些经验公式设计出基于该馈电方式的初始模型,借助高频仿真软件HFSS得到天线的参数性能并不能满足设计要求。而又由分析可知该模型性能主要受"L"型水平和垂直臂长以及基板厚度的影响,于是我们采用控制变量法并借助HFSS依次讨论了 "L"型水平和垂直臂长以及基板厚度这三个参数对天线高低频点的影响。研究发现只有基板厚度达到一定值,该方案才有明显宽频作用;并且水平臂主要是控制高频点,高频点位置随之减小而增大;垂直臂主要控制低频点,低频点位置随之减小而减小,于是,在此基础上选出了 "L"的最佳尺寸结构,分别设计了符合要求能够工作于北斗上行和下行频段的天线模型。(2)为达到宽波束的目的,特研究了一款宽波束天线,其创新之处在于将双频理论融入到普通的宽波束微带天线—微带介质天线中。具体操作为在微带介质天线的贴片上入U型槽,使天线在宽波束的基础上还能实现多频段工作,且低仰角增益也有一定的改善。U型槽的初始尺寸我们可以依据经验公式得到,然后通过HFSS仿真优化功能使各参数达到最佳。在结构上,微带介质天线只是增大传统天线的基板规格,因此该模型结构简单易于操作实现。(3)为实现小型化高增益的目的,特设计了一款2×2微带分形阵列天线,也即采用四元馈电.它将分形技术与阵列技术进行了完美结合,实现天线的高增益、小型化,分形技术的应用除了在较大程度上减小了模型尺寸,还对天线的外观起到一定的美化作用;馈电网络主要由T型功分器与微带延迟线构成,同时四个单元间的互相补偿可以使天线模型获得很好的圆极化性能。