GPS模塊就是通過衛(wèi)星信號,進行定位或者導航的。而接收信號就必須用到天線。 GPS衛(wèi)星信號分為L1和L2,頻率分別為1575.42MHZ和1228MHZ,其中L1為開放的民用信號,信號為圓形極化。信號強度為-166dBW左右,屬于比較弱的信號。 所以要為GPS模塊準備專用的天線來接收信號。
GPS模塊就是通過衛(wèi)星信號,進行定位或者導航的。而接收信號就必須用到天線。 GPS衛(wèi)星信號分為L1和L2,頻率分別為1575.42MHZ和1228MHZ,其中L1為開放的民用信號,信號為圓形極化。信號強度為-166dBW左右,屬于比較弱的信號。 所以要為GPS模塊準備專用的天線來接收信號。
GPS模塊常見的天線是陶瓷平板天線,這種天線成本低,外部加有源放大電路,接收信號方向單一,增益比較高,所以采用最多。但它的缺點是體積大,易受溫度影響產(chǎn)生頻率漂移。如果把陶瓷面積做小,會影響接收增益;如果做薄,會影響接收天線接收帶寬,還會受有源放大部分影響。目前使用效果較好的尺寸是25×25×4mm的。陶瓷片天線在實際使用時垂直向上放置時的效果最好。
GPS天線的信號傳輸線同樣非常重要,包括外部饋線與PCB走線。只有在阻抗匹配時輸出功率才可能最大。因此整個傳輸線要保證50Ω的高頻阻抗。
GPS模塊廠家推出的常見的GPS模塊有兩種:比如SKYLAB推出的單獨的GPS模塊和天線一體化的GPS模塊。單獨的模塊需要自己接天線到相應的引腳,這種可以自己根據(jù)實際的產(chǎn)品應用需要來自己設(shè)計,適合對GPS天線比較熟悉的開發(fā)者;天線一體化的GPS模塊已經(jīng)在模塊的背面配備了一塊貼片陶瓷天線,這種GPS模塊不需要另外配置天線了,適合對GPS天線不太熟悉的開發(fā)者使用!
影響GPS天線性能的主要是以下幾個方面
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?,F(xiàn)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(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,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:陶瓷天線表面銀層可以影響天線共振頻率。理想的GPS陶瓷片頻點準確落在1575.42MHz,但天線頻點非常容易受到周邊環(huán)境影響,特別是裝配在整機內(nèi),必須通過調(diào)整銀面涂層外形,來調(diào)節(jié)頻點重新保持在1575.42MHz。因此GPS整機廠家在采購天線時一定要配合天線廠家,提供整機樣品進行測試。
3、饋點:陶瓷天線通過饋點收集共振信號并發(fā)送至后端。由于天線阻抗匹配的原因,饋點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單而且沒有增加成本。僅在單軸方向上移動稱為單偏天線,在兩軸均做移動稱為雙偏。
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,當背景是7cm×7cm無間斷大地時,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?shù)拿娣e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29dB,否則信號過飽和會產(chǎn)生自激。
GPS天線有四個重要參數(shù):增益(Gain)、駐波(VSWR)、噪聲系數(shù)(Noise figure)、軸比(Axial ratio)。其中特別強調(diào)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(wèi)星是隨機分布在半球天空上,所以保證天線在各個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)、整機內(nèi)部電路及EMI等影響。
昆山市海宣電子有限公司,英文名是wavelink,國內(nèi)專業(yè)的GPS陶瓷天線供應商。