利用GNSS天線(xiàn)模塊輕松實(shí)現全球定位功能

　　為了提供更具吸引力的特性，現在已有越來(lái)越多的終端產(chǎn)品整合了全球定位功能。除了人們所熟悉的導航系統，車(chē)輛和資產(chǎn)跟蹤系統、個(gè)人定位器、安全系統、自動(dòng)販賣(mài)機、健康醫療監測和運動(dòng)休閑設備等應用也都需要采用“全球導航衛星系統”(GNSS)接收器。

　　每個(gè)GNSS接收器都需要天線(xiàn)才能接收到2萬(wàn)公里以外的微弱衛星信號。由于許多客戶(hù)不具備RF/天線(xiàn)調諧的專(zhuān)業(yè)技術(shù)，因此將衛星接收器芯片和天線(xiàn)整合在一個(gè)模塊上的性能優(yōu)化的“GNSS天線(xiàn)模塊”便成為一種較好的解決方案。對于想要“立即”擁有全球定位功能的設備來(lái)說(shuō)，這些模塊具有快速上市和物流簡(jiǎn)化的優(yōu)點(diǎn)，從而提供了一種具成本效益的絕佳方案。

　　GNSS天線(xiàn)模塊的尺寸也遠比采用外部天線(xiàn)設計的GNSS模塊要小。這使得內置芯片天線(xiàn)的GNSS天線(xiàn)模塊成為超薄型設計的理想選擇，而且可省去許多設計上的麻煩。

　　GNSS天線(xiàn)模塊的一種典型而理想的應用是個(gè)人與寵物跟蹤設備，這是一個(gè)快速成長(cháng)的市場(chǎng)。這類(lèi)設備外形極小，卻要在任何方位下提供最佳的天線(xiàn)性能。

　　衛星接收器芯片的另一項重要特性是需具備優(yōu)異的抗干擾性能，因為個(gè)人跟蹤設備通常會(huì )包含一個(gè)蜂窩調制解調器，而且可能會(huì )與移動(dòng)電話(huà)放在同一個(gè)口袋中。兩個(gè)重要的設計標準是：包含預調諧天線(xiàn)的GNSS天線(xiàn)模塊，應能全方位提供最佳的接收質(zhì)量;整合SAW濾波器需提供良好的抗蜂窩噪音的能力。

　　根據使用區域的不同，定位模塊需要支持不同的衛星導航系統，包括GPS、GLONASS(俄羅斯)、北斗(中國)和QZSS(日本)。此外，同時(shí)支持兩種衛星系統 (例如GPS/GLONASS、GPS/北斗、GLONASS/北斗)提升了定位速度與可靠性，因為使用至少四顆衛星來(lái)計算一個(gè)位置的機會(huì )增加了。

　　圖1所示為內置芯片天線(xiàn)的GNSS天線(xiàn)模塊的一個(gè)應用實(shí)例。由于芯片天線(xiàn)集成在模塊內部，這款個(gè)人定位器的外形非常輕薄，它能通過(guò)網(wǎng)頁(yè)界面跟蹤和顯示用戶(hù)的位置。

　　該設備整合了u-blox的芯片天線(xiàn)模塊CAM-M8Q(Chip Antenna Module，芯片天線(xiàn)模塊)，尺寸僅為9.6 x 14.0 x 1.95 mm，并支持多個(gè)GNSS。該芯片天線(xiàn)能處理從北斗(1560 MHz)和GPS(1575 MHz)到GLONASS (1606 MHz)的所有L1頻率。這款表面貼裝模塊也非常薄，可滿(mǎn)足客戶(hù)的超薄產(chǎn)品設計需求。

　　在設計芯片天線(xiàn)模塊時(shí)要特別小心，因為PCB本身就是天線(xiàn)整體的一部分(半個(gè)偶極)。因此，要獲得最佳性能，供應商的設計支持，包括支持系統集成，并擁有具備多年芯片天線(xiàn)模塊設計經(jīng)驗的應用工程師，便十分重要。

　　CAM-M8Q的另一個(gè)特性是，如果客戶(hù)決定采用外部天線(xiàn)，該模塊的內部芯片天線(xiàn)則可作為備用之選。當主選的外部天線(xiàn)可能出現故障或遭受損壞時(shí)，這一特性便能發(fā)揮良好的作用。舉例來(lái)說(shuō)，車(chē)輛跟蹤系統的外部天線(xiàn)就很有可能被損壞 。

　　對于僅支持GPS功能的應用來(lái)說(shuō)，PAM-7Q (圖 3)的尺寸廣受歡迎，因為它具備較好的安裝靈活性。它可以直接安裝在現有的設計中，或者通過(guò)引腳頭(pin-header)焊接到定制的PCB上。PAM-7Q 的貼片(patch)天線(xiàn)尺寸為18 x 18 mm，可提供更小的貼片天線(xiàn)組件無(wú)法達到的RHCP極化性能。