GPS就是(shi)通過接(jie)受(shou)衛星信(xin)號，進(jin)行定位或者導(dao)航的終端(duan)。而(er)接受(shou)信(xin)號就(jiu)必須用到天線。GPS衛(wei)星信(xin)號分(fen)為L1和(he)L2，頻率(lv)分(fen)別為1575.42MHZ和1228MHZ，其(qi)中L1為(wei)開放(fang)的民用信(xin)號，信(xin)號為(wei)圓形極化。信(xin)號強(qiang)度(du)為-166DBM左右(you)，屬(shu)於比(bi)較弱(ruo)的(de)信(xin)號。這(zhe)些特點決(jue)定了(le)要為(wei)GPS信(xin)號的(de)接受(shou)準備專門的天線。
⒈從極化方(fang)式上GPS天線分(fen)為(wei)垂直(zhi)計劃(hua)和(he)圓形極化。
以(yi)目(mu)前的(de)技(ji)術，垂直(zhi)極化的(de)效(xiao)果比(bi)不上圓形極化。因(yin)此(ci)除(chu)了(le)特殊(shu)情(qing)況，壹般GPS天線都(dou)會采用圓形極化。
⒉從(cong)放(fang)置(zhi)方(fang)式上GPS天線分(fen)為(wei)內置(zhi)天線和(he)外(wai)置(zhi)天線。
天線的(de)裝(zhuang)配位置(zhi)也(ye)是十(shi)分(fen)重(zhong)要(yao)。早(zao)期GPS手(shou)持機(ji)多(duo)采用外(wai)翻(fan)式(shi)天線，此(ci)時(shi)天線與(yu)整機(ji)內部基本隔離(li)，EMI幾乎(hu)不(bu)對(dui)其(qi)造(zao)成影(ying)響(xiang)，收星效(xiao)果很(hen)好。現(xian)在(zai)隨著小型化潮(chao)流(liu)，GPS天線多(duo)采用內置(zhi)。此(ci)時(shi)天線必(bi)須在(zai)所(suo)有(you)金屬(shu)器(qi)件上方(fang)，殼內須電鍍(du)並(bing)良(liang)好(hao)接(jie)地(di)，遠(yuan)離(li)EMI幹(gan)擾源，比(bi)如CPU、SDRAM、SD卡(ka)、晶振、DC/DC。
GPS天線的(de)構(gou)造(zao)
目前絕(jue)大(da)部分GPS天線為(wei)右(you)旋(xuan)極化陶瓷介質(zhi)，其(qi)組(zu)成(cheng)部分為：陶瓷天線、低噪(zao)音(yin)信(xin)號模(mo)塊(kuai)、線纜、接(jie)頭。
其(qi)中陶瓷天線也(ye)叫無源天線、介(jie)質(zhi)天線、PCTAH，它(ta)是(shi)GPS天線的(de)核(he)心技(ji)術所(suo)在(zai)。壹個GPS天線的(de)信(xin)號接(jie)受(shou)能(neng)力，大(da)部分取(qu)決(jue)與其(qi)陶瓷部分(fen)的(de)成(cheng)分(fen)配(pei)料如(ru)何。
低噪(zao)聲信(xin)號模(mo)塊(kuai)也(ye)稱(cheng)為(wei)LNA，是(shi)將(jiang)信(xin)號進(jin)行放(fang)大(da)和濾波(bo)的(de)部(bu)分(fen)。其(qi)元器(qi)件選擇(ze)也(ye)很(hen)重要(yao)，否則會(hui)加(jia)大(da)GPS信(xin)號的(de)反(fan)射(she)損耗，以(yi)及造(zao)成噪(zao)音(yin)過大(da)。
線纜的(de)選(xuan)擇(ze)也(ye)要以降(jiang)低反(fan)射(she)為標(biao)準，保證阻抗(kang)的(de)匹(pi)配(pei)。
影(ying)響(xiang)GPS天線性能(neng)的(de)主(zhu)要(yao)是以(yi)下幾個方(fang)面(mian)
1、陶瓷片：陶瓷粉末的好(hao)壞(huai)以及(ji)燒(shao)結工藝直(zhi)接(jie)影(ying)響(xiang)它(ta)的(de)性能(neng)。現(xian)市(shi)面(mian)使(shi)用的陶瓷片主(zhu)要(yao)是(shi)25×25、18×18、15×15、12×12。陶瓷片面(mian)積越(yue)大(da)，介電常數越(yue)大(da)，其(qi)共振頻率(lv)越(yue)高(gao)，接受(shou)效(xiao)果越(yue)好。陶瓷片大(da)多(duo)是正方(fang)形設(she)計，是(shi)為(wei)了(le)保證在(zai)XY方(fang)向上共振基(ji)本壹致，從(cong)而(er)達到(dao)均(jun)勻收(shou)星的(de)效(xiao)果。
2、銀(yin)層：陶瓷天線表(biao)面(mian)銀(yin)層可(ke)以影響(xiang)天線共(gong)振頻率(lv)。理(li)想的GPS陶瓷片頻點準確(que)落(luo)在(zai)1575.42MHz，但(dan)天線頻點非(fei)常容易(yi)受(shou)到周邊(bian)環境影(ying)響(xiang)，特別(bie)是裝(zhuang)配在(zai)整機(ji)內，必須通過調(tiao)整銀(yin)面(mian)塗層外(wai)形，來調(tiao)節頻點重(zhong)新(xin)保持在(zai)1575.42MHz。因(yin)此(ci)GPS整機(ji)廠家(jia)在(zai)采購天線時(shi)壹定要(yao)配(pei)合(he)天線廠家(jia)，提(ti)供整機(ji)樣(yang)品(pin)進(jin)行測試。
3、饋(kui)點：陶瓷天線通(tong)過饋(kui)點收(shou)集(ji)共(gong)振信(xin)號並(bing)發送(song)至後端(duan)。由(you)於天線阻(zu)抗(kang)匹(pi)配(pei)的(de)原因(yin)，饋(kui)點壹般不是(shi)在(zai)天線的(de)正中央(yang)，而(er)是在(zai)XY方(fang)向上做(zuo)微小調整。這(zhe)樣的(de)阻抗(kang)匹(pi)配(pei)方(fang)法(fa)簡單而(er)且沒有(you)增加成(cheng)本。僅在(zai)單軸(zhou)方(fang)向上移動稱(cheng)為(wei)單偏(pian)天線，在(zai)兩(liang)軸均(jun)做(zuo)移動(dong)稱(cheng)為(wei)雙(shuang)偏(pian)。
4、放(fang)大(da)電路：承(cheng)載(zai)陶瓷天線的(de)PCB形狀及(ji)面(mian)積。由(you)於GPS有觸地(di)反(fan)彈(dan)的特(te)性，當背(bei)景是(shi)7cm×7cm無間(jian)斷大(da)地(di)時(shi)，patch天線的(de)效(xiao)能(neng)可(ke)以(yi)發揮到(dao)*。雖然受(shou)外(wai)觀(guan)結構等因素制(zhi)約(yue)，但(dan)盡(jin)量保持相(xiang)當的(de)面(mian)積且形狀均(jun)勻。放(fang)大(da)電路增益的(de)選(xuan)擇(ze)必(bi)須配合(he)後端(duan)LNA增益。比(bi)如Sirf的(de)GSC3F要求(qiu)信(xin)號輸(shu)入前總(zong)增益不(bu)得超過29dB，否則信(xin)號過飽(bao)和會(hui)產(chan)生自激。
GPS天線有(you)四(si)個重要(yao)參數：增益（Gain）、駐波(bo)（VSWR）、噪(zao)聲系數（Noise figure）、軸比(bi)（Axial ratio）。其(qi)中特(te)別(bie)強(qiang)調(tiao)軸比(bi)，它(ta)是(shi)衡(heng)量整機(ji)對(dui)不同(tong)方(fang)向的信(xin)號增益差(cha)異性的重要指標(biao)。由(you)於衛星是(shi)隨機分(fen)布在(zai)半(ban)球(qiu)天空上，所(suo)以(yi)保證天線在(zai)各(ge)個方(fang)向均(jun)有相(xiang)近(jin)的敏(min)感度(du)是非(fei)常重要的。軸(zhou)比(bi)受(shou)到天線性能(neng)、外(wai)觀(guan)結構、整機(ji)內部電路及(ji)EMI等影響(xiang)。
