如何選擇合適的GPS天線(xiàn)

　GPS關(guān)系到我們的日常生活的方方面面，本文主要介紹GPS天線(xiàn)的分類(lèi)、結構、性能應該掌握的幾點(diǎn)，以及在選擇GPS天線(xiàn)過(guò)程中需要注意的事項，給需要采購的一些建議。

　　一、GPS概述

　　GPS就是通過(guò)接受衛星信號，進(jìn)行定位或者導航的終端。而接受信號就必須用到天線(xiàn)。 GPS衛星信號分為L(cháng)1和L2，頻率分別為1575.42MHZ和1228MHZ，其中L1為開(kāi)放的民用信號，信號為圓形極化。信號強度為166-DBM左右，屬于比較弱的信號。這些特點(diǎn)決定了要為GPS信號的接受準備專(zhuān)門(mén)的天線(xiàn)。

　　二、GPS天線(xiàn)的分類(lèi)

　　1、從極化方式上GPS天線(xiàn)分為垂直極化和圓形極化。以現在的技術(shù)，垂直極化的效果比不上圓形極化。因此除了特殊情況，GPS天線(xiàn)都會(huì )采用圓形極化。

　　2、從放置方式上GPS天線(xiàn)分為內置天線(xiàn)和外置天線(xiàn)。天線(xiàn)的裝配位置也是十分重要。早期GPS手持機多采用外翻式天線(xiàn)，此時(shí)天線(xiàn)與整機內部基本隔離，EMI幾乎不對其造成影響，收星效果很好?，F在隨著(zhù)小型化潮流，GPS天線(xiàn)多采用內置。此時(shí)天線(xiàn)必須在所有金屬器件上方，殼內須電鍍并良好接地，遠離EMI干擾源，比如CPU，SDRAM，SD卡，晶振，DC/DC。

　　車(chē)載GPS的應用會(huì )越來(lái)越普遍。而汽車(chē)的外殼，特別是汽車(chē)防爆膜會(huì )GPS信號產(chǎn)生嚴重的阻礙。一個(gè)帶磁鐵(能吸附到車(chē)頂)的外接天線(xiàn)對于車(chē)載GPS來(lái)說(shuō)是非常有必要的。

　　三、GPS天線(xiàn)的構造

　　目前絕大部分GPS天線(xiàn)為右旋極化陶瓷介質(zhì)，其組成部分為：陶瓷天線(xiàn)、低噪音信號模塊、線(xiàn)纜、接頭。

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

　　低噪聲信號模塊也稱(chēng)為LNA，是將信號進(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信號的反射損耗，以及造成噪音過(guò)大。

　　線(xiàn)纜的選擇也要以降低反射為標準，保證阻抗的匹配。

　　四、GPS天線(xiàn)的性能

　　影響GPS天線(xiàn)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工藝直接影響它的性能?，F市面使用的陶瓷片主要是25×25、18×18、15×15、12×12。陶瓷片面積越大，介電常數越大，其共振頻率越高，接受效果越好。陶瓷片大多是正方形設計，是為了保證在XY方向上共振基本一致，從而達到均勻收星的效果。

　　2、銀層：陶瓷天線(xiàn)表面銀層可以影響天線(xiàn)共振頻率。理想的GPS陶瓷片頻點(diǎn)準確落在1575.42MHz，但天線(xiàn)頻點(diǎn)非常容易受到周邊環(huán)境影響，特別是裝配在整機內，必須通過(guò)調整銀面涂層外形，來(lái)調節頻點(diǎn)重新保持在1575.42MHz。因此GPS整機廠(chǎng)家在采購天線(xiàn)時(shí)一定要配合天線(xiàn)廠(chǎng)家，提供整機樣品進(jìn)行測試。

　　3、饋點(diǎn)：陶瓷天線(xiàn)通過(guò)饋點(diǎn)收集共振信號并發(fā)送至后端。由于天線(xiàn)阻抗匹配的原因，饋點(diǎn)一般不是在天線(xiàn)的正中央，而是在XY方向上做微小調整。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(xiàn)，在兩軸均做移動(dòng)稱(chēng)為雙偏。

　　4、放大電路：承載陶瓷天線(xiàn)的PCB形狀及面積。由于GPS有觸地反彈的特性，當背景是7cm×7cm無(wú)間斷大地時(shí)，patch天線(xiàn)的效能可以發(fā)揮到極致。雖然受外觀(guān)結構等因素制約，但盡量保持相當的面積且形狀均勻。放大電路增益的選擇必須配合后端LNA增益。Sirf的GSC3F要求信號輸入前總增益不得超過(guò)29dB，否則信號過(guò)飽和會(huì )產(chǎn)生自激。

　　GPS天線(xiàn)有四個(gè)重要參數：增益(Gain)、駐波(VSWR)、噪聲系數(Noise figure)、軸比(Axial ratio)。其中特別強調軸比，它是衡量整機對不同方向的信號增益差異性的重要指標。由于衛星是隨機分布在半球天空上，所以保證天線(xiàn)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(xiàn)性能、外觀(guān)結構、整機內部電路及EMI等影響。

　　五、GPS天線(xiàn)的選擇

　　大陸能自行生產(chǎn)GPS陶瓷天線(xiàn)的廠(chǎng)家主要是艾福電子通訊有限公司、嘉興佳利電子、飛利華電子、嘉康電子等廠(chǎng)家。

　　臺灣也有麗臺等廠(chǎng)家。

　　大部分廠(chǎng)家LNA均從國內外采購陶瓷部分，配合設計的放大電路。采購可以選擇歐橋電子。

　　超級智能終端越來(lái)越成為大勢所趨，狹小的空間對配件的大小提出了很高的要求。

　　目前國內的技術(shù)只在15×15以上成熟，10×10以上基本成熟。更小的天線(xiàn)就需要進(jìn)口。