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掌握如下幾招幫你輕松選擇GNSS測量天線
2020-10-24

  GNSS測量天線的好壞,將會直接影響衛(wèi)星終端的性能,市面上的GNSS測量天線從幾百元到上萬元價格不等,如何選擇一款性能優(yōu)越的GNSS測量天線,既能滿足你的應(yīng)用需求提高設(shè)備性能又能節(jié)省費用呢,這里面有些學(xué)問,這篇文章將為您詳細(xì)分析這其中的門道。

GNSS測量天線

  首先,我們來看看GNSS測量天線的分類,從極化方式來來說GNSS測量天線分為垂直極化和圓形極化兩種方式。

  以現(xiàn)在的來說技術(shù),垂直極化的效果比不上圓形極化。因此除了特殊情況,GNSS測量天線都會采用圓形極化的方式。

  從GNSS測量天線的放置方式來說,天線主要分為內(nèi)置天線和外置天線。

  天線的裝配位置是十分重要的。早期主機多采用外翻式天線,天線與整機內(nèi)部基本隔離,收星效果很好?,F(xiàn)在隨著小型化潮流,天線多采用內(nèi)置。此時天線必須在所有金屬器件上方,殼內(nèi)須電鍍并良好接地,遠(yuǎn)離EMI干擾源,比如CPU,SDRAM,SD卡,晶振,DC/DC。

  車載導(dǎo)航的應(yīng)用越來越普遍。而汽車的外殼,特別是汽車防爆膜會北斗信號產(chǎn)生嚴(yán)重的阻礙。一個帶磁鐵(能吸附到車頂)的外接天線對于車載GPS/北斗導(dǎo)航來說是非常有必要的。

  其次,我們來了解GNSS測量天線的構(gòu)造。

  目前絕大部分GNSS測量天線為右旋極化陶瓷介質(zhì),其組成部分為:陶瓷天線、低噪音信號模塊、線纜、接頭。

  陶瓷天線也叫無源天線、介質(zhì)天線、PATCH,它是GNSS測量天線的核心技術(shù)所在。一個GNSS測量天線的信號接受能力,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為LNA,是將信號進(jìn)行放大和濾波的部分。

  元器件選擇也很重要,否則會加大北斗信號的反射損耗,以及造成噪音過大。

  線纜的選擇也要以降低反射為標(biāo)準(zhǔn),保證阻抗的匹配。

  最后,我們來了解影響GNSS測量天線性能的因素。

  影響GNSS測量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(dá)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GNSS陶瓷片頻點準(zhǔn)確落在1561/1615.68±7MHz2,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1561/1615.68±7MHz2。

  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GNSS有觸地反彈的特性,當(dāng)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(dāng)?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。

  GNSS測量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(biāo)。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。

  掌握了以上知識,基本上你就可以根據(jù)以上指標(biāo)選自適合你的并且價格還合適的天線了。

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