GPS天线的分类及功能决定了信号的强度

发布时间:2018-08-14
由于目前车载导航仪产品都采用了内置陶瓷接收天线,所以我们主要为大家介绍一下内置接收天线的构成和卫星信号的接受性能。GPS天线是由接收天线和前置放大器两个部件组成。GPS接收天线的作用,是将卫星来的无线电信号的电磁波能量变换成接收机电子器件可摄取应用的电流。绝大部分内置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。

  

高灵敏度内置陶瓷GPS天线

 

  1.其中陶瓷天线也叫无源天线、介质天线,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。

  2.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。

  3.线缆的选择也要以降低反射为标准,保证阻抗的匹配。

  

 GPS天线工作电路原理

 

  车载导航仪在实际应用中除了复杂的外部环境,主要影响天线接收能力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。现市面使用的陶瓷片主要是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、放大器:承载陶瓷天线的PCB形状及面积。由于GPS接收信号有触地反弹的特性,当背景是7cm×7cm无间断大地时,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。放大器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。

  作为车载导航仪天线的接收环境比较复杂。而车辆的金属外壳和玻璃的防爆膜尤其是含金属粉的车膜,以及车内音响等都会对内置GPS天线接收信号产生干扰甚至阻碍。尤其是车辆前挡风玻璃如果贴了金属膜,车载导航仪的卫星信号接收强度会下降25%-50%。所以配备一个外接天线对于车载GPS卫星信号接收的稳定性来说是十分有必要的。

 
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