什么是GPS天線

關(guān)于GPS天線你了解嗎？下面思為無(wú)線為您科普一下相關(guān)知識(shí)。GPS天線從極化方式上GPS天線分為垂直極化和圓形極化；從放置方式上GPS天線分為內(nèi)置天線和外置天線；從供電方面又分有源和無(wú)源。

什么是GPS天線

GPS就是通過(guò)接受衛(wèi)星信號(hào)，進(jìn)行定位或者導(dǎo)航的終端。而接收信號(hào)就必須用到天線。GPS衛(wèi)星信號(hào)分為L(zhǎng)1和L2，頻率分別為1575.42MHz和1228MHz，其中L1為開(kāi)放的民用信號(hào)，信號(hào)為圓形極化。信號(hào)強(qiáng)度為-166dBm左右，屬于比較弱的信號(hào)。這些特點(diǎn)決定了要為GPS信號(hào)的接收準(zhǔn)備專(zhuān)門(mén)的天線。

GPS天線作用

1、GPS天線是用來(lái)捕捉衛(wèi)星，接收衛(wèi)星定位信息的，也就是輻射和接收電磁波。任何高頻電路，只要不是完全屏蔽起來(lái)的，都可以向周?chē)臻g或多或少地輻射電磁波，或者從周?chē)臻g或多或少地接收到電磁波。根據(jù)GPS天線的不同，可以分為平板天線和螺旋天線，螺旋天線搜星能力更強(qiáng)一些。

2、將衛(wèi)星傳來(lái)的無(wú)線電信號(hào)的電磁波能量變換成接收機(jī)電子器件可攝取應(yīng)用的電流，也就是能量轉(zhuǎn)換。通常對(duì)于專(zhuān)用設(shè)備或車(chē)載設(shè)備而言，由于設(shè)備與GPS接收模塊之前往往有一定距離，因此在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中可能會(huì)使用超過(guò)1米的潰線。但又因?yàn)轲伨€對(duì)信號(hào)有不少的損耗，所以在這種情況下只能選擇有源GPS天線。

（有源GPS天線AGPS20A-36C）

GPS天線的構(gòu)造

目前絕大部分GPS天線為右旋極化陶瓷介質(zhì)，其組成部分為:陶瓷天線、低噪音信號(hào)模塊、射頻電纜、射頻連接器。

其中陶瓷天線也叫無(wú)源天線、介質(zhì)天線、PATCH，它是GPS天線的核心技術(shù)所在。一個(gè)GPS天線的信號(hào)接受能力，大部分取決與其陶瓷部分的成分配料如何。

低噪聲信號(hào)塊也稱(chēng)為L(zhǎng)NA低噪聲放大器，是將信號(hào)進(jìn)行放大和濾波的部分。其元器件選擇也很重要，否則會(huì)加大GPS信號(hào)的反射損耗，以及造成噪音過(guò)大。

射頻微波線纜的選擇也要以降低反射為標(biāo)準(zhǔn)，保證阻抗的匹配。

GPS天線的性能

影響GPS天線性能的主要是以下幾個(gè)方面：

1、陶瓷片:陶瓷粉末的好壞以及燒結(jié)工藝直接影響它的性能。現(xiàn)市面使用的陶瓷片主要是25x25、18x18、15x15、12x12。陶瓷片面積越大，介電常數(shù)越大，其共振頻率越高，接受效果越好。陶瓷片大多是正方形設(shè)計(jì)，是為了保證在XY方向上共振基本一致，從而達(dá)到均勻收星的效果。

2、銀層:陶瓷天線表面銀層可以影響天線共振頻率。理想的GPS陶瓷片頻點(diǎn)準(zhǔn)確落在1575.42MHz，但天線頻點(diǎn)非常容易受到周邊環(huán)境影響，特別是裝配在整機(jī)內(nèi)，必須通過(guò)調(diào)整銀面涂層外形，來(lái)調(diào)節(jié)頻點(diǎn)重新保持在1575.42MHz。因此GPS整機(jī)廠家在采購(gòu)天線時(shí)一定要配合天線廠家，提供整機(jī)樣品進(jìn)行測(cè)試。

3、陶瓷天線通討?zhàn)侟c(diǎn)收共振信號(hào)并發(fā)送至后端，由于天線陽(yáng)抗匹配的原因，點(diǎn)一般不是在天線的正中央，而是在XY方向上做微小調(diào)整。這樣的阻抗匹配方法簡(jiǎn)單而且沒(méi)有增加成本。僅在單軸方向上移動(dòng)稱(chēng)為單偏天線，在兩軸均做移動(dòng)稱(chēng)為雙偏。

4、放大電路:承載陶瓷天線的PCB形狀及面積。由于GPS有觸地反彈的特性，當(dāng)背景是7cmx7cm無(wú)間斷大地時(shí)，patch天線的效能可以發(fā)揮到極致。雖然受外觀結(jié)構(gòu)等因素制約，但盡量保持相當(dāng)?shù)拿娣e目形狀均勻。放大電路增益的選擇必須配合后端LNA增益。Sirf的 GSC3F要求信號(hào)輸入前總增益不得超過(guò)29dB，否則信號(hào)過(guò)飽和會(huì)產(chǎn)生自激。

GPS天線有四個(gè)重要參數(shù):增益(Gain)、駐波(VSWR)、噪聲系數(shù)(Noise fiaure)軸比(Axialratio)。其中特別強(qiáng)調(diào)軸比，它是衡量整機(jī)對(duì)不同方向的信號(hào)增益差異性的重要指標(biāo)。由于衛(wèi)星是隨機(jī)分布在半球天空上，所以保證天線在各個(gè)方向均有相近的敏感度是非常重要的。軸比受到天線性能、外觀結(jié)構(gòu)、整機(jī)內(nèi)部電路及EMI等影響。

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