gps天线使用注意事项-海博论坛

gps天线概述

gps就是通过接受卫星信号，进行定位或者导航的终端。而接受信号就必须用到天线。gps卫星信号分为l1和l2，频率分别为1575.42mhz和1228mhz，其中l1为开放的民用信号，信号为圆形极化。信号强度为166-dbm左右，属于比较弱的信号。这些特点决定了要为gps信号的接受准备专门的天线。

gps天线的分类

1、从极化方式上gps天线分为垂直计划和圆形极化。

以目前的技术，垂直极化的效果比不上圆形极化。因此除了特殊情况，一般gps天线都会采用圆形极化。

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天线来说是非常有必要的。

gps天线的构造

目前绝大部分gps天线为右旋极化陶瓷介质，其组成部分为：陶瓷天线、低噪音信号模块、线缆、接头。其中陶瓷天线也叫无源天线、介质天线、pctah，它是gps天线的核心技术所在。一个gps天线的信号接受能力，大部分取决与其陶瓷部分的成分配料如何。

低噪声信号模块也称为lna，是将信号进行放大和滤波的部分。其元器件选择也很重要，否则会加大gps信号的反射损耗，以及造成噪音过大。线缆的选择也要以降低反射为标准，保证阻抗的匹配。

gps天线的性能

影响gps天线性能的主要是以下几个方面:

1、陶瓷片：陶瓷粉末的好坏以及烧结工艺直接影响它的性能。陶瓷片主要是25×25、18×18、15×15、12×12。陶瓷片面积越大，介电常数越大，其共振频率越高，接受效果越好。陶瓷片大多是正方形设计，是为了保证在xy方向上共振基本一致，从而达到均匀收星的效果。

2、银层：陶瓷天线表面银层可以影响天线共振频率。理想的gps陶瓷片频点准确落在1575.42mhz，但天线频点非常容易受到周边环境影响，特别是装配在整机内，必须通过调整银面涂层外形，来调节频点重新保持在1575.42mhz。

3、馈点：陶瓷天线通过馈点收集共振信号并发送至后端。由于天线阻抗匹配的原因，馈点一般不是在天线的正中央，而是在xy方向上做微小调整。这样的阻抗匹配方法简单而且没有增加成本。仅在单轴方向上移动称为单偏天线，在两轴均做移动称为双偏。

4、放大电路：承载陶瓷天线的pcb形状及面积。由于gps有触地反弹的特性，当背景是7cm×7cm无间断大地时，patch天线的效能可以发挥到极致。虽然受外观结构等因素制约，但尽量保持相当的面积且形状均匀。放大电路增益的选择必须配合后端lna增益。sirf的gsc3f要求信号输入前总增益不得超过29db，否则信号过饱和会产生自激。

gps天线有四个重要参数：增益（gain）、驻波（vswr）、噪声系数（noisefigure）、轴比（axialratio）。

其中特别强调轴比，它是衡量整机对不同方向的信号增益差异性的重要指标。由于卫星是随机分布在半球天空上，所以保证天线在各个方向均有相近的敏感度是非常重要的。轴比受到天线性能、外观结构、整机内部电路及emi等影响。