GPS天线的设计与工程应用学习心得

GPS天线的设计与工程应用学习心得目前使用的GPS天线有两种：贴片天线和贴片天线。由于GPS信号的右圆极化传输，线性极化的芯片天线无法与圆极化贴片天线进行比较。影响贴片天线性能的因素有：

1、陶瓷片和陶瓷粉的质量和烧结工艺直接影响其性能。目前使用的陶瓷板主要是25×25, 18×18, 15×15, 12×12。陶瓷板面积越大，介电常数越大，谐振频率越高。陶瓷板大多为方形设计，以保证XY方向的共振基本一致，从而达到均匀的集星效果。

2、贴片天线表面的银表面、银层会影响天线的谐振频率。理想的GPS陶瓷芯片频率点准确地落在1575.42MHz，但天线频率点很容易受到周围环境的影响。

3、在馈电点，贴片天线通过馈电点收集共振信号并将其发送到后端。此外，由于频率漂移的问题，馈电点一般不在天线的正中心，而是在XY方向上稍微调整。

由于GPS信号非常微弱，仅为-160dBm（GSM信号强度为-9dBm～-102dBm）。因此，LNA部分直接制作在天线支承板的背面，需要外部电源，这是最常用的有源天线。影响有源天线的主要因素：

1、PCB形状和贴片天线面积。由于GPS具有触地回弹的特点，当背景为7cm×7cm的不间断地面时，可以充分发挥贴片天线的效率。虽然受到外部结构和其他因素的限制，但尽量保持相同的面积和均匀的形状。

2、增益选择LNA。有源天线的LNA增益选择必须与后端LNA增益匹配。SIRF的GSC3F要求在信号输入之前的总增益不应超过29分贝，否则信号过饱和将产生自激。

有源天线有四个重要参数：增益、驻波比、噪声系数和轴比。特别是，个人强调轴比，这是一个重要的指标来衡量信号增益差异之间的不同方向。由于卫星是随机分布在半球的天空，重要的是要确保天线在所有方向上都是敏感的。轴比受天线性能、外部结构、内部电路和电磁干扰的影响。

天线组件的位置也是非常重要的。在PND的早期阶段，大多采用外接天线。此时，天线基本上与整机内部隔绝，电磁干扰对其影响不大，而恒星的收集效果很好。如今，随着小型化的趋势，GPS天线大多内置于其中。此时，天线必须位于所有金属器件之上，并且外壳必须电镀和接地良好，远离EMI干扰源，如CPU、SDRAM、SD卡、晶体振荡器、DC / DC。