GNSS知识——GPS天线的分类及应用

2020-04-02 14:00:52 23


GPS天线的分类

1.从极化方式上GPS天线分为垂直极化和圆形极化。

以现在的技术,垂直极化的效果比不上圆形极化。因此除了特殊情况,GPS天线都会采用圆形极化和线性极化。


2.从放置方式上GPS天线分为内置天线和外置天线。

天线的装配位置也是十分重要。早期GPS手持机多采用外翻式天线,此时天线与整机内部基本隔离,EMI几乎不对其造成影响,收星效果很好。现在随着小型化潮流,GPS天线多采用内置。此时天线必须在所有金属器件上方,壳内须电镀并良好接地,远离EMI干扰源,比如CPU,SDRAM,SD卡,晶振,DC/DC。车载GPS的应用会越来越普遍。而汽车的外壳,特别是汽车防爆膜会GPS信号产生严重的阻碍。一个带磁铁(能吸附到车顶)的外接天线对于车载GPS来说是非常有必要的。

 

3.从供电方面又分有源和无源。

外置式GPS为有源天线,比方华信天线的GPS外置式天线基本上就属于有源天线。那无源天线就是不含LNA放大器,只是天线本体。


GPS天线的作用:

     将卫星发射出来的电磁波转换成电流,由于GPS信号是圆极化波,所以所有的天线都是圆极化工作方式。GPS天线按位置分为内置和外置天线,其中内置天线又分无源天线和有源天线。


1、无源天线?

      如平板式天线,主要是陶瓷介质,大多是正方型设计,尺寸有25*25到12*12MM,面积越大,共振频率越高,由于不要电源供电,所以叫无源天线。


银层:

       陶瓷天线的表面银层可以影响天线的共振频率,理想的频点是1574.42MHZ,在时间制作中可以调整银面形状来调频点.

陶瓷片:

      陶瓷粉末的好坏和烧结工艺直接影响它的性能,市面上的陶瓷片尺寸主要有25*25,18*18,15*15 12*12等.陶瓷片的面积越大,共振的频率越高.


2、 有源天线?

      顾名思义就是要供电的天线模块,是由陶瓷天线、LNA(低噪声信号模块)、线缆、接头组成、外加一个密封防水圈;


LNA:

    是将信号放大和滤波,前级LNA的增益必须配合后级LNA的增益,GSC3F(SIRF公司产品)要求信号的输入前总增益不得超过29DB,否则信号产生过饱和自激。


线缆:

      选择上要求阻抗匹配,阻抗一般为50欧姆。    


有源天线的特点:高增益、抗干扰性强,如何选择用有源天线还是无源天线呢?

      A、如果芯片内有LNA,建议用无源,如果无,则要有源天线,关键是芯片的天线输入脚能不能馈电

      B、有源天线大,可以做外接天线。


 3、螺旋式天线

      就是由4条特定弯曲的金属条组成,不需要任何接地,具有微波天线和垂直天线的特性,使天线任何方向都有3DB的增益,具有360度的接收能力。


螺旋式天线特点:

      A、如果地面干扰源较多,不适应用,因为天线有全向接收能力,会将干扰源的信号也放大,干扰了卫星信号。

      B、现在的螺旋天线引进了巴仑电路,增强了抗干扰性,但是价格偏高。


GPS天线参数(有源天线)

      A、工作频率:1575.42MHZ(可偏2M)

      B、输入组抗:50欧姆

      C、VSWR小于或等于1。5

      D、带宽:正负5MHZ

      E、增益:26DBM

      F、躁声值:1.5DB



GPS天线的接口

      SMA,又叫反极性公头,就是内部有螺纹,中间是触点为针,这是最常用的,标准的SMA接口是有两个器件组合用,一公一母,如公的接口是内螺纹+针,那么母的接口就要外螺纹+孔GPS天线类型和特点焊在主板

上(母插座),接天线(公天线)还有一种叫RP-SMA,是与上面相反,它是外螺纹+针,内螺纹+孔。