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北斗-GPS双模接收自适应天线阵抗干扰技术及实现

北斗-GPS双模接收自适应天线阵抗干扰技术及实现北斗/GPS双模接收自适应天线阵抗干扰技术及实现随着全球定位系统（GPS）和中国北斗导航系统的普及和应用，人们对于高精度定位和导航的需求越来越迫切。

然而，在实际使用中，由于天线接收到的信号可能受到多种干扰的影响，导致定位和导航的精度下降。

因此，如何提高天线接收到的信号质量，抑制干扰成为一个重要的研究方向。

为了解决这一问题，研究人员提出了北斗/GPS双模接收自适应天线阵抗干扰技术。

这项技术基于自适应信号处理原理，通过对接收到的信号进行分析和处理，以适应不同的干扰环境，提高信号的质量。

首先，该技术利用多个天线组成天线阵列，通过对接收到的信号进行空间处理，抑制干扰。

天线阵列中的每个天线可以独立接收信号，并通过调整相位和幅度来实现信号的加权和叠加。

通过对不同方向的信号进行加权叠加，可以抑制来自其他方向的干扰信号，提高接收到的信号质量。

其次，该技术利用自适应滤波算法对接收到的信号进行处理。

自适应滤波算法可以根据接收到的信号特点自动调整滤波器的参数，以抑制干扰信号。

通过不断更新滤波器的参数，可以实现对不同干扰信号的自适应抑制，并提高信号的抗干扰能力。

最后，该技术还利用了数字信号处理技术对接收到的信号进行后处理。

通过采用合适的算法，可以消除信号中的噪声和干扰，进一步提高信号的质量。

同时，还可以利用多普勒效应来估计信号的频率偏移，提高定位和导航的精度。

通过应用北斗/GPS双模接收自适应天线阵抗干扰技术，可以有效地提高定位和导航的精度。

该技术不仅可以抑制来自不同方向的干扰信号，还可以自适应地抑制不同类型的干扰，提高信号的质量和可靠性。

因此，该技术在高精度定位和导航领域具有广阔的应用前景。

GPS天线的简介解析

GPS天线的简介GPS天线就是指通过接受卫星信号,从而进行定位或者导航所用到的天线•GPS卫星信号为L1和L2,频率分别为1575.42MHz和1228MHz,当中的L1为开放的民用信号,信号为圆形极化•信号一般在166-DBM左右，属于弱信号.GPS天线的分类1.从极化方式上 GPS天线分为垂直极化和圆形极化.以现在的技术，垂直极化的效果比不上圆形极化 .因此除了特殊情况,GPS天线都会采用圆形极化.2•从放置方式上GPS天线分为内置天线和外置天线 .天线的装配位置也是十分重要.早期GPS手持机多采用外翻式天线，此时天线与整机内部基本隔离,EMI几乎不对其造成影响，收星效果很好.现在随着小型化潮流,GPS天线多采用内置.此时天线必须在所有金属器件上方，壳内须电镀并良好接地，远离EMI干扰源，比如CPU SDRAM SD卡、晶振、DC/DC车载GPS的应用会越来越普遍•而汽车的外壳，特别是汽车防爆膜会 GPS信号产生严重的阻碍.一个带磁铁（能吸附到车顶）的外接天线对于车载 GPS来说是非常有必要的. GPS天线的构造目前绝大部分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•其中陶瓷天线也叫无源天线、介质天线、PATCH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•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信信号的反射损耗，以及造成噪音过大.线缆的选择也要以降低反射为标准，保证阻抗的匹配•影响GPS天线的主要因素影响GPS天线性能的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25X 25、18X 18、15X 15、12X 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 W瓷片频点准确落在157542MHz,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・因此GPS整机厂家在采购天线时一定要配合天线厂家，提供整机样品进行测试•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、放大电路:承载陶瓷天线的PCB形状及面积•由于GPS有触地反弹的特性,当背景是 7cm X 7cm无间断大地时,PATC吠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•放大电路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•GPS天线有四个重要参数:增益(Gain)、驻波(VSWR、噪声系数(Noise figure)、轴比(Axial ratio).其中特别强调轴比，它是衡量整机对不同方向的信号增益差异性的重要指标•由于卫星是随机分布在半球天空上，所以保证天线在各个方向均有相近的敏感度是非常重要的•轴比受到天线性能、外观结构、整机内部电路及EMI等影响•两种内置GPS天线的简介平板式天线(PATCHAntenna)平板式天线由于其耐用性和相对地容易制作，所以成了应用最为普遍的一类天线•其形状可以是圆的也可以方的或长方的，如同一块敷铜的印刷电路板•它由一个或多个金属片构成,所以GPS天线最常用的形状是块状结，像个烧饼•由于天线可以做得很小，因此适合于航空应用和个人手持应用•天线的另一个主要特性，是其的增益图形，即方向性•利用天线的方向性可以提高其抗干扰和抗多径效应能力•在精确定位中，天线的相位中心的稳定性是个很重要的指标•但是,普通的导航应用中，人们希望用全向天线，至少能接收天线地平以上五度视野内所有天空中的可见卫星信号，但是平板式天线在卫星于天线正上方时，讯号增益才是最大•平板的接收范围在平板上方，平板要面向天空，这对于手持以及车载都会带来麻烦，我们可以看到可调角度的CF接收器越来越多(可折叠的SDGPS丽台9551),就是因为平板式天线这种特性使得厂家为了接收器有更好的收讯效果才想出来的招•四臂螺旋式天线(Quadrifilar Helix Antenna )四臂螺旋式天线由四条特定弯曲的金属线条所组成•不需要任何接地•它具备有Zapper天线的特性，也具备有垂直天线的特性•此种巧妙的结构，使天线任何方向都有 3dB的增益，增加了卫星讯号接收的时间•四臂螺旋式天线拥有全面向360度的接收能力，因此在与pda结合时，无论PDA的摆放位置如何，四臂螺旋式天线皆能接收，有别于使用平板 GPS天线需要平放才能较好的接收的限制•使用此种天线，当卫星出现于地平面上10度时，即可收到卫星所传送的讯号•但是如果地面接收站附近干扰源较多，则不适用四臂螺旋式天线，因为四臂螺旋式天线具备有水平方向的增益，会将噪声一起放大，反而干扰了卫星讯号的接收•但是科技在进步，现在所生产的四臂螺旋式天线能突破多项传统天线的限制•天线是以陶瓷制成，Near-Field 极小，约仅有3~5mm而有些传统天线的 Near-Field 甚至高达Im.Near-Field愈小,则使用者手持GPS装置时，人体愈不会造成干扰.现在的四臂螺旋式天线的特点还包括完整的巴伦电路（Balun）设计，此设计能隔离天线周边的噪声,因此能容许各种功能的天线并存于极小的空间中而不会互相干扰.对于整合功能日趋多元，且强调轻薄短小的手持式电子产品而言，此特性的重要性不可言喻.手机设计GPS天线需要注意事项在设计GPS天线的时候，以下几个地方是需要注意的1供应商应该做的流程客户立项----机构评估（根据案子的机构图，进行评估机构是否为GPS天线的合格工作环境）----调试（根据案子的机器，确认定位时间与 CN W）----提供样品（根据调试结果，提供样品）----送承认书----量产2设计人员需要考虑的事项1）2D图档包括整个PCB外观尺寸，屏蔽盖的范围及厚度，有无cONiector,出线位置与方向，PATCH 位置与大小，PCB板厚2）有源天线的单/双极LNA（一般情况都是单极）3）要不要加filter，filter 在前面，中间，还是在后面（根据我们经验，一般情况会加一个 SAWFILTER）4）cable的线长，线径及使用什么接头5）switch是电子式还是机构式6）电型规格工作电压（3-5V），工作电流（6-12mA），增益（17db，—般模块要求范围在 13-25db，一般会有2-3个db的偏差），驻波比（我们一般做到最大2,不知道市场上是什么样），匹配电阻（50 欧姆，定值）,噪声指数（2.0,实际上可以做到更小）,频率（1575.42MHZ,GPS的标准频率，定值）, 频宽（10mhz）GPS天线模块的性能考量和选择GPS乍为一种新兴产业，已经渐渐从一种集成产品发展成为综合系统解决方案的一部分.现有的原始设备制造商（OEM可以选择单一的部分来实现系统集成，可以选择GPS芯片组、GPS模块或者智能天线模块.每种发难都自己的利弊，在OEM选择之前需要对整个系统进行做一个整体的评估工作.以下提供了智能天线方案的选择思路，并且讨论了片状天线和螺旋天线的性能对比以及影响智能天线模块在终端产品中的嵌入应用的因素近年来,GPS已从一种集成产品发展成综合系统解决方案的一部分.这种转变的动因是GPS勺小型化进程和对降低成本的追求.高度集成的信号混合芯片完成 RF前端功能，整个系统由包括GPS硬件、强大的处理内核、嵌入式存储器的芯片以及小型电子元件构成，这些使得GPS小型化成为可能.OEM可以选择用GPS芯片组、GPS莫块或智能天线模块来实现系统集成.每种方案都有各自的利弊：基于芯片组的设计能提供高度的灵活性，但同时设计需要投入大量精力，并要求设计工程师掌握丰富的 RF知识;而智能天线模块是快速系统集成的正确选择,在快速系统集成应用中,基于这种充分设计的 GPS子系统,集成只需要最短的开发时间、最低的开发成本以及最小的开发风险•在开始批量生产的时候，采用智能天线模块会显着简化物料采购储备工作和产品的测试流程•目前，市场上价格适中的 GPS接收机种类丰富,可满足OEM勺不同需求.GPS生产商提供不同性能和不同系统集成等级的产品•即使现在的GPS接收机看起来可以用于简单直接的系统集成，然而由于市场上存在大量可供选择的产品，使得OEM T商仍然很难做出最恰当的选择•因此，建议OEM T商在做出选择之前先确定 GPS接收机需要满足的要求，包括技术和非技术因素，如图1中所示•系统的技术或非技术性要求技术性要求包括特性（如节能模式和支持 SBAS）易用性（特别是易配置性）和既要定性也要定量的性能标准•定量指标指可测参数,如准确度、启动性能、跟踪灵敏度和功耗，定性指标包括由外场测试获得的可预期定位结果•有些GPS接收机在实验室里测得的技术指标可能很好，但很可能外场测试就不行•外场测试暴露出技术特性上的弱点或缺陷•不管GPS接收机技术怎样发展，都仍会存在由于某种权衡造成的性能上的折衷•对智能天线模块来说，片状天线（PATCHantenna）及其地面层的小型化是以牺牲灵敏度为代价的•对低功耗的追求带来了另一种性能折衷：功耗的降低可以通过缩减硬件架构得以实现，例如减少通道数和时/频搜索窗口，但同时启动性能便会打折扣.工程师往往侧重于关心技术性要求而忽视非技术性要求的重要性•有限的项目周期、预算和可利用的内部研发资源都会对产品设计产生影响•工程师需要谨慎地决定系统集成等级，这一等级最好被视为衡量自己研发工作技术深度的标尺•所选的系统集成等级会影响项目复杂度、进度、成本、产品和物料采备•在评估GPS接收机时，成本因素扮演了重要角色•对产品批量小的项目来说，最初的开发成本在整个产品成本中占据了最大的一部分，必须着重考虑•对产品批量大的项目来说，开发成本对项目本身的影响可以忽略，为了优化产品成本，需要在研发过程中投入充足的时间和资源•GPST商间的激烈竞争造成 GPS T品的低价，工程师和采购经理很容易被价格因素吸引而选择最便宜的那种•请注意，单纯地只关心产品成本而忽视其它要求很可能会导致令人失望的结果，例如项目延期和出现产品质量缺陷•性能差、质量达不到预期要求以及让用户不满意,都是GPS嵌入式产品最不希望见到的•在项目进行的初期阶段就必须确定系统集成等级，它会影响对OEMGPS接收机的选择.选定的系统集成等级类似于在设计复杂度和有限的周期、技巧和可用资源之间进行的一种权衡•基于GPS芯片组设计可以提供最大的灵活性和产品优化.基于芯片组的设计需要开发工程师具备RF设计方面的丰富技巧和经验，以完成产品开发并提供全面彻底的配套产品测试系统.基于芯片组的产品设计开发周期通常超过一年，成本较高，同时技术风险不容忽视• 一般会进行三次或以上的产品原型测试，产品方可定型，在开发过程中强烈建议与 GPS T商紧密合作•总之，高昂的设计费用、较大风险和复杂的物料来源（20-40个来自不同半导体公司的元件），使得这种方式仅适用于有大规模应用潜力的产品•GPS模块可以作为芯片组的替代选择•模块包含完整的GPS功能，允许开发工程师进行快速系统集成，而无需面对在开发过程中 RF和GPS设计缺陷的麻烦•开发工程师只需要具备基本的RF 知识，指定天线类型并将天线设计到模块的链路上•模块采用表面贴装焊盘，可适用于自动贴装和焊接流水线，因而对于中等和大批量生产项目来说是一种很有吸引力的选择•从备料角度来看，使用模块比采购数量众多的元件更为容易，同时，由于供应商已经对 GPS模块做过全面测试，因此只需要进行相对简单的产品测试•低高■------------ ■周户秦戍的工作■产品晨小址程度计划的产鬲批E幵发成本.项目佩险完咸设计的时间.上市时间垣图2:系统集成等级•GPS接收板本身带专用 RF和I/O接头，体积虽然大于 GPS莫块，但却进一步简化了系统集成工作•使用过程中除了选择一款带合适连接电缆和接头的有源GPS天线外，不需要做其它与RF相关的设计工作•当易用性和划算的产品可靠性是重点考虑的因素时，插入式接收板是最佳的选择方案•当能否迅速完成产品定型或迅速将产品投放市场成为产品成功与否的决定因素时，GPS智能天线模块是最佳的选择•智能天线模块包含完整的 GPS接收机，带内置天线•智能天线模块有两种应用形式：一种是OEM智能天线模块，用于终端集成，另一种是将智能天线封装到某个组件中•设计中选择使用智能天线模块由于具有系统集成快速和风险低的特点，在要求实现迅速产品定型、小批量生产和对进入市场时间要求严格的应用场合，GPS智能天线模块是最适当的选择•即使智能天线模块包含了完全独立的 GPS功能,在使用过程中仍有一些设计工作有待进行，包括天线类型(片状天线或螺旋天线)的选择和将智能天线模块嵌入到终端产品中去大多数智能天线模块不是采用陶瓷片状天线就是螺旋天线•片状天线具有方向性，在辐射元的正交面上有最大增益•换句话说,水平面上的辐射元对从天穹顶点发来的信号具有最大增益.当水平面上接收仰角范围很窄的时候，对这种高度中心式的灵敏性会造成较大影响•片状天线适合用于主要朝向上方的终端产品中，例如用在车载导航中，靠着挡风玻璃安装在排气罩上•另外，由辐射元尺寸和它下方辐射经过的接地面尺寸共同决定的天线孔径(antenna aperture)大小，也会影响信号接收灵敏性•螺旋天线有相对较宽的方向特性：具有更宽的接收仰角，但峰值增益也相对较低.螺旋天线适合用于各个方向都要求能自由使用的终端产品中，如移动手持设备.由于靠近人体时会干扰信号接收，在这种情况下使用螺旋天线造成的影响也相对较小，因而在距离人体组织或远或近的位置、在各个方向手持终端产品时都能实现GPS接收.不过螺旋天线也存在一个缺点：天线孔径小，限制了整体的接收灵敏度•下面列出的几点影响智能天线模块在终端产品中嵌入应用的因素：1.在选择智能天线模块前应了解终端产品的主要定位方向和使用方式：例如，电子设备是被放置在平面上工作还是被拿在手里、与水平面呈一定倾角贴近人体头部使用2.天线集成的位置不能靠近噪声源，如内部处理器和发光 LCD显示屏.3.终端产品的外壳材料对天线性能有影响 .外壳或屏蔽层材料的介电常数、厚度以及到天线表面的间距都会影响片状天线的谐振频率 .因此，良好设计的OEM智能天线模块都按照厂商规范使用封装外壳，已经对偏移谐振频率进行了归零校准 .封装式智能天线圭寸装式智能天线是OEM W能天线模块的一种替代选择.在要求嵌入GPS的产品不做硬件改动的情况下，选择圭寸装式智能天线有一定优势.圭寸装式智能天线有两种：分立式智能天线和密耦合智能天线.分立式智能天线可以放在有较好天空视野的位置上，例如GPS鼠 (GPS mice). 它们之间通过 RS-232、USB或蓝牙进行通信,由主机(例如通过USB电源线)或充电电池供电.密耦合智能天线可直接插入终端产品中去，例如通过CF插槽(Compact.FLASHslot).封装式智能天线是在像便携PC和PDA这样的标准便携硬件平台上运行的系统解决方案的理想选择.本文结论在集成设计工作中使用经过良好设计的智能天线，可以提供与使用 GPS模块和芯片组同样高的性能等级.在日本，新宿是路测环境最苛刻的城市之一.市内道路两侧高楼林立，天空视野有限，对接收机的多径抑制能力提出了严格考验•智能天线模块内含16通道ANTARIS定位技术,在如此恶劣的定位环境下仍能提供出色性能•当要求快速实现终端产品的设计，要求降低开发成本或者内部研发资源有限的时候，智能天线模块是切实可行的选择方案•经过仔细挑选的智能天线模块可以提供与传统GPS芯片组和模块集成相比拟的性能•测试有源GPS天线的方法GPS半随着全球定位系统的发展,渐渐被全球消费市场所采用,不仅仅在专业或商业领域，如运输车队、科技探索、军事跟踪，而且还有许多消费类产品被普及到，比如手机和个人数据助理(PDA)设备上•实际上，车载GPS导航系统近几年已经成为美国、日本和欧洲市场上中高端汽车的标准配备•随着全球经济的带动，中国国产的GPS相关产品也越来越多，GOS产品的应用在国内也越来越普遍，相应人们在使用 GPM候产生的问题也与日俱增•根据 MORLA对GPS产品的检查测试实验经验，一部分GPS接收机的性能很不稳定的原因是由 GPS 接收天线产生的.所以对GPS天线性能测试是必须而迫切的.GPS接收天线的作用是将卫星传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•通常对于专用设备或车载设备而言，由于设备与GPS接收模块之前往往有一定距离，考虑到安装的便利性则可能在现实环境中会使用超过1米的溃线，但由于馈线对信号有不少的损耗，在这种情况下我们只能选择有源GPS天线•所谓有源天线，是指天线中装有RF前置放大器或低噪声放大器的GPS天线•本文所述的有源 GPS天线测试可在 MORLAB勺OTA天线测试实验室中进行•总体测试架构类似于普通无源天线的测试环境，主要变化是需要增加一个 Antenna splitter，把DC直流信号隔离，使其不能输入到测试系统，但同时又能给GPS天线供电.由于有源GPS天线内含单向放大器,GPS的工作形式又为纯接收机方式.因此,在测试时需要对测试系统进行相关特殊设置，使测试天线探头从原来的接收状态改为发射状态 ,GPS天线接收信号后，经射频线再传给VNA作数据分析.GPS天线作为GPS设备中最重要的接收部件，它起到的作用就像是人的”耳朵".因此 GPS天线的性能好坏将直接关系到GPS整机的产品质量.经过对有源GPS天线的测试,可以帮助厂家确认GPS天线其的中心频率是否正确，验正增益和方向性等性能指标是否达到设计要求•通过GPS勺OTA测试，将帮助GPS天线厂家及整机生产厂家改进 GPS产品的接受性能，同时也给GPS产品经销商提供了一种检验 GPS产品质量的新途径和新方法•A^oquMori& PCGPS天线测试系统总体框图GPS天线测试现场某GPS天线样品1575.42MHz GPS中心频率增益下陷GPS天线3D方向图基于GPS机的多天线分析设计0引言全球定位系统（GLOBALpositioning system ,缩写为 GPS是美国国防部于 1973年 11月授权开始研制的海陆空三军共用的新一代卫星导航系统GPS由空间部分、地面监控部分和用户接收机3部分组成.经过20多年的研究和试验，整个系统于1994年完全投入使用.在地球上任何位置、任何时刻，GPS可为各类用户连续地提供动态的三维位置、三维速度和时间信息，实现全球、全天候的连续实时导航、定位和授时•目前，GPS已在大地测量、精密工程测量、地壳形变监测、石油勘探等领域得到广泛应用•利用GPS定位技术进行精密工程测量和大地测量，平差后控制点的平面位置精度为 1 mm- 2 mm，高程精度为2 mrnr 3 mm.利用GPS定位技术进行变形监测，是一种先进的高科技监测手段•用GPS监测滑坡是GPS技术变形监测的一种典型应用，通常有两种方案：①用几台GPS接收机，由人工定期到监测点上观测，对数据实施处理后进行变形分析与预报；②在监测点上建立无人值守的GPS观测系统，通过软件控制，实现实时监测和变形分析、预报•但由于每个监测点上都需要安装GPS接收机，仅三峡库区的支、干流上需要监测的滑坡就有七八百个，一个滑坡少则几个点，多则几十个点，有的甚至多达100多点• 如此大范围监测，仅购买接收机就需几百万元，致使监测系统的费用非常昂贵•基于上述问题，我们开发了 GPS 一机多天线控制器，使一台GPS接收机能连接多个天线•这样，每个监测点上只安装天线，不安装接收机.10个乃至20个监测点共用1台接收机，可使监测系统的成本大幅度下降•该系统样机已在香港的山体滑坡监测中进行了测试定位精度为毫米级•该研究成果还可应用到岩土工程监测、建筑物变形监测、大坝变形监测、大桥变形监测等领域•1系统组成GPS一机多天线监测系统原理如图1所示•该系统包括控制中心、数据通信、GPS多天线控制器和野外供电系统等4部分•1.1控制中心图1 GPS^天线一盘测系统原理罔控制中心可以对 GPS多天线控制器微波开关各信号通道进行参数设定，包括各通道的开/关选择、各通道的时间参数设定等•还可以设定系统的工作方式，例如对采集数据的传送方式（实时/事后）进行控制，并将由现场传来的 GPS原始数据，通过处理，实现精确定位.整个控制软件由 MicrosoftVisual C++语言编程，具有良好的人机界面•1・2数据通信根据实际使用情况的不同，可以有以下几种数据传送方式：a.利用电话线进行数据通信.由于有现成的电话线，只需购置相关的调制解调器即可, 成本较低,传输距离不受限制,实时性可以保证•工作时,由于占用电话网,费用较高•有些场合可以考虑使用内部小总机分机方式进行通信 •b .利用无线方式进行数据通信,如利用现有的_GSM 信道.c .组网方式.构成局域网,从而可以利用网上的相关资源进行数据通信 .这种方式进行数据通信时，方便、可靠、通用性强，不需购置专用设备•但组网成本较高，如果不是具备现成的网络条件，不太适宜采用•数据传送时，实时性可能难以保证•1.3 GPS 多天线控制器多天线控制器由计算机系统、天线开关阵列和控制电路组成，如图2所示.< PL ' 8^52 驱驱动动动动动动动动动显示时分K25562256513 i L J L J LXXXXJL。

GPS北斗双频、导航模块天线分析

BDS/GNSS 全星座定位导航模块GB1612-5N用户手册深圳市锦瑞达电子有限公司广东省深圳市宝安区25 区华丰商务大厦D 栋302电话：0755-********传真：0755-********版本更新历史版本1.0 1.1 日期更新内容初稿2015/7/012015/12/1 增加产品选购说明；增加订单型号说明；增加同系列单GPS模块，单BDS模块的功能说明；增加Flash、在线升级协议等特性说明修订有源天线应用电路图；增加无源天线应用电路图；修改联系电话为技术支持电话；其他文本完善；1 功能描述1.1 概述GB1612-5N系列模块是12X16尺寸的高性能BDS/GNSS全星座定位导航模块系列的总称。

该系列模块产品都是基于锦瑞达第四代低功耗GNSS SOC 单芯片—AT6558，支持多种卫星导航系统，包括中国的BDS（北斗卫星导航系统），美国的GPS，俄罗斯的GLONASS，欧盟的GALILEO，日本的QZSS以及卫星增强系统SBAS（WAAS，EGNOS，GAGAN，MSAS）。

AT6558是一款真正意义的六合一多模卫星导航模块，包含32个跟踪通道，可以同时接收六个卫星导航系统的GNSS信号，并且实现联合定位、导航与授时。

本系列模块具有高灵敏度、低功耗、低成本等优势，适用于车载导航、手持定位、可穿戴设备，可以直接替换U-blox NEO系列模块。

1.2 产品选购型号多模功能电源接口特性GB1612-5N-1XGB1612-5N-2XGB1612-5N-3XGB1612-5N-5XGB1612-5N-7X1.3 性能指标出色的定位导航功能，支持BDS/GPS/GLONASS卫星导航系统的单系统定位，以及任意组合的多系统联合定位，并支持QZSS和SBAS系统支持 A-GNSS冷启动捕获灵敏度：-148dBm跟踪灵敏度：-162dBm定位精度：2.5米（CEP50）首次定位时间：32秒低功耗：连续运行<25mA（@3.3V）内置天线检测及天线短路保护功能注1：以上性能指标适用于GB1612-5N-1X、GB1612-5N-3X、GB1612-5N-5X、GB1612-5N-7X模块。

单馈双频GPS微带天线

小型化双频段GPS微带天线*彭祥飞1，钟顺时1，许赛卿2,1，武强1（1.上海大学通信及信息工程学院，上海 200072；2. 浙江正原电气股份有限公司浙江嘉兴 314003）摘要：最近为了满足GPS定位准确性和可靠性的需要，要求天线在GPS两个频率上实现圆极化。

本文介绍一种通过单个探针馈电的双层正方形切角的微带贴片天线，采用不同介电常数的微波陶瓷基片。

及常规的双频圆极化天线相比，天线尺寸减小了且没有在两层贴片间引入空气层，结构紧凑，便于加工。

文中给出天线的详细设计及实验结果，并进行了讨论，实测结果证明了本设计的有效性。

关键词：微带天线；全球定位系统；双频段；圆极化；A COMPACT DUAL-BAND GPS MICROSTRIP ANTENNAPENG xiang-fei, ZHONG Shun-shi, XU Sai-qing , WU Qiang（1.School of Communication and Information Engineering，Shanghai University,Shanghai 200072；2.Zhejiang Zhengyuan electric limited Company , Jiaxing Zhejiang 314003）Abstract: Recently in order to satisfy the demanded precision and reliability for the globe positioning system(GPS) , the dual-band circularly polarized(CP) is required. This paper describes thedesign of a probe-fed stacking two corner-truncated square microstrip patch antennas, which are using two different relative permittivity microwave ceramic substrates. Comparing with the conventional dual-band CP antenna with a same low relative permittivity and an air-gap layer between two patches, the size of this antenna is reduced and its fabrication is easier. Details of the proposed antenna design and experimental results are presented and discussed .The measured results confirm the validity of this design.Key words:microstrip antenna；GPS；dual-band ; circular polarization1 引言近年来微带天线由于它的尺寸小，成本低，易实现圆极化等优点在全球定位系统（GPS）应用中独占鳌头。

双频动态GPS(RTK)技术原理及应用

前言GPS(Global Position System)全球定位系统是以卫星为基础的无线电导航系统，可为航空、航天、陆地、海洋等用户提供三维导航、定位和定时，GPS定位系统由于其定位的高度灵活性和常规测量无法比拟的高精度，成为测量学科中革命性的变化。

GPS定位系统及测量技术在全球范围内得到迅速发展，RTK（Real Time Kinematics）实时动态差分技术更是这次发展浪潮的潮头，而国内的测绘仪器生产厂家南方公司这时刚研制出NGK-500双频RTK，为此，我到南方公司实习之际，详细向NGK-500的开发人员和技术服务人员了解了相关内容，写成这篇《南方NGK-500双频RTK技术原理及应用》的毕业论文。

在论文写作过程中黄劲松老师就GPS及RTK工作原理给与了很大帮助，王永泉老师则为南方的RTK 提供了详细技术资料，特别是陈克政工程师提供实际应用中的第一手资料和许多帮助，在此，特向他们表示由衷的感谢！由于时间仓促，加上经验不足，难免有疏漏之处，望不吝赐教。

作者2000年5月30日目录一. 引言 (1)二．差分GPS定位原理 (2)1、局域差分GPS (2)2、广域差分GPS (7)三．数据链与数据格式 (10)1、电台选择 (10)2、调制解调器 (11)3、NMEA-0183数据格式 (11)4、RTCM-104数据格式 (12)四.南方NGK-500型实时动态GPS测量系统简介 (15)五.系统功能概述 (17)1、静态相对定位模式 (17)2、快速静态相对定位模式 (17)3、RTD作业模式 (18)4、实时动态作业模式 (18)六.应用实例 (19)1、昆明引水工程公路勘测设计中的应用 (19)2、梧州市土地管理局NGK-500验收报告 (23)七. 总结 ....................................................................................24 参考文献 (26)南方NGK-500双频RTK 技术原理及应用[摘要]RTK 是英文Real Time Kinematics （实时动态）快速定位的缩写，其特点是以载波相位为观测值的实时动态差分GPS 定位系统，其平面定位精度为±（1～10）cm 级，高程定位精度为±（10～30）cm 级；差分 GPS 定位已将卫星钟误差和星历误差消除，并将电离层延迟和对流层延迟误差消除，定位精度大大提高。

gps天线原理

式（6）给出了 GPS 接收机在噪声背景下接收卫星信号的能力，接收机不仅要将输出信号放大到足够的
数值，更重要的是要使输出端的信噪比 So/No 达到所需比值。令（So/No）≥(So/No)min 时对应的接收机输入信号功率的最小可检测信号功率为 Simin，通常用它表示接收机的灵敏度。由于接收机的输入噪声额定功率 Ni=kT0Bn （7）
总之，GP2000 芯片组是Zarlink半导体公司为设计GPS接收机而推出的一系列集成电路，采用GP2000 芯片组可设计出多通道卫星信号接收设备。在GPS接收机设计中，天线单元的设计着重考虑频段选择和高频低噪放对接收机总噪声系数的影响，以提高接收机灵敏度；射频单元利用频率合成、频率变换、自动增益控制等技术，依靠高品质的中频频率选择、镜频抑制和信道选择滤波器，对所接收的GPS信号进行变频、放大、滤波、采样等一系列处理，从而得到数字中频卫星信号。由此精心设计的超外差式GPS接收机可达到很高的接收灵敏度、频率选择性和较大的动态范围，并具有结构简单、体积小、重量轻、耗电省等优点。
由式（9）可知，为了提高 GPS 接收机的灵敏度，就要减少最小可检测信号功率 Simin，因此在接收机电路设计中一方面要考虑尽量降低接收机的总噪声系数 Fo，另一方面应设法提高噪声背景下 GPS 接收机输出端的信噪比 So/No。
3 GPS 接收机天线单元天线单元的主要功能是接收空中 GPS 卫星信号，从而为接收机射频前端提供较为纯净的完整卫星信号。在接收机设计中，当两个单元电路级联时（如图 3 所示），如果第一、二级单元电路的噪声系数和额定功率增益分别为 F1、F2 和 G1、G2，其带宽均为 Bn；设级联电路的总噪声系数为 Fo，则其实际输出的额定噪声功能 No 为：
将式（12）、（13）代入式（11），则

如何测试黑科技“双频GPS”

如何测试黑科技“双频GPS”作者：倪守韵，王立群来源：《信息通信技术与政策》 2018年第9期1 引言近期很多人会被一个新的黑科技名词所洗脑：“双频GPS”。

强调一下双频不是双模，目前手机等大家常见的导航终端都只是多模单频，比如同时支持GPSL1+北斗B1，其工作频率都在L1 频段内。

双频GPS这个概念其实很早就有，时间可追溯到1980 年1 月6 日GPS 系统开始启用，那时每颗GPS 卫星就同时发射两个不同频率的信号：L1 （1575.42MHz）、L2（1227.6MHz）。

在很长一段时间中，使用双频GPS 技术的设备的价格都十分昂贵，动辄几万至十几万美金，其定位精度最高可到毫米。

由于GPS L2 信号在设计初始没有考虑到民用，美国从2010 年左右开始发射带有新民用信号L5（1176.45MHz）的BlockIIF 卫星，这时的GPS卫星实际上开始发射3 个不同的频率了。

作为新的民用信号L5，从一出生就自带光环，抗多径，抗衰落能力都很强。

拥有L1L5 的双频GPS 设备虽然性能提高了，但是对于终端的要求也提高了，接收天线、功耗、射频及带内干扰、信号选优的策略，都需要精心的设计和全面的测试。

思博伦通信凭着30 年GPS/GNSS 测试经验适时推出了GSS7000 测试平台，该平台可同时输出包括GPS L1L2L5、Beidou B1i B1c B2i B2a、Galileo E1E5、GLONASS L1L2、QZSSL1L2L5、SBAS L1L5 在内的所有信号，为多频多模导航设备保驾护航。

2 GPS L5信号的前生今世2.1 GPS L5信号的由来GPSL5 信号不是自GPS系统一开始就有的，而是随着卫星定位技术被广泛使用，人们对定位系统要求越来越高应运而生的。

GPS 系统是美国全球卫星定位系统的简称，从1980 年发射至今已经经历了30 多年。

GPS 系统初始目的只是为了服务美国全球军事活动而设计，每颗卫星都发射两个载频的信号L1（1575.42MHz）L2（1227.6MHz）。

深圳市蝙蝠无线技术有限公司 GPS 贴片天线 BWGPSZWX46-38JL1000 产品规格承认书

承认厂商：(Recognized制造厂商（Manufacturer）产品名称：GPS贴片天线（Description）产品选型表：（Product Type）型号说明备注BWGPSZWX46-38JL1000SMA内螺内针线长可选配供应商承认签栏制表者审核者核准者客户承认栏审核者核准者1.2AntennaPicture（可定制）*注：因天线功能较为敏感，主体周边机构有变更请通知我们评估。

上图型号：BWGPSZWX46-38JL10002.Electrical S pecification2.1Test EquipmentA.VSWR and input impedance:Agilent8753/E5071Network AnalyzerB.Antenna gain and efficiency:ETS three-dimensional anechoic chamber2.2Test Setup2.2.1Frequency Range2.2.2VSWRStep1:The antenna is arranged on the customer provided test fixture.Step2:The VSWR of the antenna is measured via Agilent8720/8753Network Analyzer(see figure.1).Figure.12.2.3Radiation pattern and GainA.The3D chamber provides less than-40dB reflectivity from800MHz to6GHz and a40cm diameterspherical quiet zone.The measurement results are calibrated using both dipoles and standard gainhorns(see figure.2).B.The antenna under tested is arranged in the turned table and a decoupling sleeve is used to reducefeed line radiation(see figure.3).C.The measured results of the radiation patterns and antenna gain are obtained from the controlsystem and showed on the monitor(see figure.4and5).Figure.2Figure.3Figure.4Figure.53.Performance Data3.1Passive dataVSWR（电压驻波比）/Return Loss（回波损耗）/Smith Chart（史密斯圆图）*注：以上为实测数据，仅供参考；因天线功能较为敏感，主体周边机构有变更请通知我们评估。

GPS天线的简介剖析

GPS天线的简介GPS天线就是指通过接受卫星信号,从而进行定位或者导航所用到的天线.GPS卫星信号为L1和L2,频率分别为1575.42MHz和1228MHz,当中的L1为开放的民用信号,信号为圆形极化.信号一般在166-DBM左右,属于弱信号.GPS天线的分类⒈从极化方式上GPS天线分为垂直极化和圆形极化.以现在的技术,垂直极化的效果比不上圆形极化.因此除了特殊情况,GPS天线都会采用圆形极化.⒉从放置方式上GPS天线分为内置天线和外置天线.天线的装配位置也是十分重要.早期GPS手持机多采用外翻式天线,此时天线与整机内部基本隔离,EMI几乎不对其造成影响,收星效果很好.现在随着小型化潮流,GPS天线多采用内置.此时天线必须在所有金属器件上方,壳内须电镀并良好接地,远离EMI干扰源,比如CPU、SDRAM、SD卡、晶振、DC/DC.车载GPS的应用会越来越普遍.而汽车的外壳,特别是汽车防爆膜会GPS信号产生严重的阻碍.一个带磁铁(能吸附到车顶)的外接天线对于车载GPS来说是非常有必要的. GPS天线的构造目前绝大部分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.其中陶瓷天线也叫无源天线、介质天线、PATCH,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.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.线缆的选择也要以降低反射为标准,保证阻抗的匹配.影响GPS天线的主要因素影响GPS天线性能的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.因此GPS整机厂家在采购天线时一定要配合天线厂家,提供整机样品进行测试.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、放大电路:承载陶瓷天线的PCB形状及面积.由于GPS有触地反弹的特性,当背景是7cm×7cm无间断大地时,PATCH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.放大电路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.GPS天线有四个重要参数:增益(Gain)、驻波(VSWR)、噪声系数(Noise figure)、轴比(Axial ratio).其中特别强调轴比,它是衡量整机对不同方向的信号增益差异性的重要指标.由于卫星是随机分布在半球天空上,所以保证天线在各个方向均有相近的敏感度是非常重要的.轴比受到天线性能、外观结构、整机内部电路及EMI等影响.两种内置GPS天线的简介平板式天线(PATCH Antenna)平板式天线由于其耐用性和相对地容易制作,所以成了应用最为普遍的一类天线.其形状可以是圆的也可以方的或长方的,如同一块敷铜的印刷电路板.它由一个或多个金属片构成,所以GPS天线最常用的形状是块状结,像个烧饼.由于天线可以做得很小,因此适合于航空应用和个人手持应用.天线的另一个主要特性,是其的增益图形,即方向性.利用天线的方向性可以提高其抗干扰和抗多径效应能力.在精确定位中,天线的相位中心的稳定性是个很重要的指标.但是,普通的导航应用中,人们希望用全向天线,至少能接收天线地平以上五度视野内所有天空中的可见卫星信号,但是平板式天线在卫星于天线正上方时,讯号增益才是最大.平板的接收范围在平板上方,平板要面向天空,这对于手持以及车载都会带来麻烦,我们可以看到可调角度的CF接收器越来越多(可折叠的SDGPS 丽台9551),就是因为平板式天线这种特性使得厂家为了接收器有更好的收讯效果才想出来的招.四臂螺旋式天线(Quadrifilar Helix Antenna )四臂螺旋式天线由四条特定弯曲的金属线条所组成.不需要任何接地.它具备有Zapper天线的特性,也具备有垂直天线的特性.此种巧妙的结构,使天线任何方向都有3dB的增益,增加了卫星讯号接收的时间.四臂螺旋式天线拥有全面向360度的接收能力,因此在与pda结合时,无论PDA的摆放位置如何,四臂螺旋式天线皆能接收,有别于使用平板GPS天线需要平放才能较好的接收的限制.使用此种天线,当卫星出现于地平面上10度时,即可收到卫星所传送的讯号.但是如果地面接收站附近干扰源较多,则不适用四臂螺旋式天线,因为四臂螺旋式天线具备有水平方向的增益,会将噪声一起放大,反而干扰了卫星讯号的接收.但是科技在进步,现在所生产的四臂螺旋式天线能突破多项传统天线的限制.天线是以陶瓷制成,Near-Field极小,约仅有3~5mm,而有些传统天线的Near-Field甚至高达1m.Near-Field愈小,则使用者手持GPS装置时,人体愈不会造成干扰.现在的四臂螺旋式天线的特点还包括完整的巴伦电路(Balun)设计,此设计能隔离天线周边的噪声,因此能容许各种功能的天线并存于极小的空间中而不会互相干扰.对于整合功能日趋多元,且强调轻薄短小的手持式电子产品而言,此特性的重要性不可言喻.手机设计GPS天线需要注意事项在设计GPS天线的时候,以下几个地方是需要注意的1 供应商应该做的流程客户立项----机构评估(根据案子的机构图,进行评估机构是否为GPS天线的合格工作环境)----调试(根据案子的机器,确认定位时间与CN值)----提供样品(根据调试结果,提供样品)----送承认书----量产2 设计人员需要考虑的事项1)2D图档包括整个PCB外观尺寸,屏蔽盖的范围及厚度,有无c ON nector,出线位置与方向,PATCH位置与大小,PCB板厚2)有源天线的单/双极LNA(一般情况都是单极)3)要不要加filter,filter在前面,中间,还是在后面(根据我们经验,一般情况会加一个SAW FILTER)4)cable的线长,线径及使用什么接头5)switch是电子式还是机构式6)电型规格工作电压(3-5V),工作电流(6-12mA),增益(17db,一般模块要求范围在13-25db,一般会有2-3个db的偏差),驻波比(我们一般做到最大2,不知道市场上是什么样),匹配电阻(50欧姆,定值),噪声指数(2.0,实际上可以做到更小),频率(1575.42MHZ,GPS的标准频率,定值),频宽(10mhz)GPS天线模块的性能考量和选择GPS作为一种新兴产业,已经渐渐从一种集成产品发展成为综合系统解决方案的一部分.现有的原始设备制造商(OEM)可以选择单一的部分来实现系统集成,可以选择GPS芯片组、GPS模块或者智能天线模块.每种发难都自己的利弊,在OEM选择之前需要对整个系统进行做一个整体的评估工作.以下提供了智能天线方案的选择思路,并且讨论了片状天线和螺旋天线的性能对比以及影响智能天线模块在终端产品中的嵌入应用的因素.近年来,GPS已从一种集成产品发展成综合系统解决方案的一部分.这种转变的动因是GPS的小型化进程和对降低成本的追求.高度集成的信号混合芯片完成RF前端功能,整个系统由包括GPS硬件、强大的处理内核、嵌入式存储器的芯片以及小型电子元件构成,这些使得GPS小型化成为可能.OEM可以选择用GPS芯片组、GPS模块或智能天线模块来实现系统集成.每种方案都有各自的利弊:基于芯片组的设计能提供高度的灵活性,但同时设计需要投入大量精力,并要求设计工程师掌握丰富的RF知识;而智能天线模块是快速系统集成的正确选择,在快速系统集成应用中,基于这种充分设计的GPS子系统,集成只需要最短的开发时间、最低的开发成本以及最小的开发风险.在开始批量生产的时候,采用智能天线模块会显着简化物料采购储备工作和产品的测试流程.图1:GPS系统需求分析.目前,市场上价格适中的GPS接收机种类丰富,可满足OEM的不同需求.GPS生产商提供不同性能和不同系统集成等级的产品.即使现在的GPS接收机看起来可以用于简单直接的系统集成,然而由于市场上存在大量可供选择的产品,使得OEM厂商仍然很难做出最恰当的选择.因此,建议OEM厂商在做出选择之前先确定GPS接收机需要满足的要求,包括技术和非技术因素,如图1中所示.系统的技术或非技术性要求技术性要求包括特性(如节能模式和支持SBAS)、易用性(特别是易配置性)和既要定性也要定量的性能标准.定量指标指可测参数,如准确度、启动性能、跟踪灵敏度和功耗,定性指标包括由外场测试获得的可预期定位结果.有些GPS接收机在实验室里测得的技术指标可能很好,但很可能外场测试就不行.外场测试暴露出技术特性上的弱点或缺陷.不管GPS接收机技术怎样发展,都仍会存在由于某种权衡造成的性能上的折衷.对智能天线模块来说,片状天线(PATCH antenna)及其地面层的小型化是以牺牲灵敏度为代价的.对低功耗的追求带来了另一种性能折衷:功耗的降低可以通过缩减硬件架构得以实现,例如减少通道数和时/频搜索窗口,但同时启动性能便会打折扣.工程师往往侧重于关心技术性要求而忽视非技术性要求的重要性.有限的项目周期、预算和可利用的内部研发资源都会对产品设计产生影响.工程师需要谨慎地决定系统集成等级,这一等级最好被视为衡量自己研发工作技术深度的标尺.所选的系统集成等级会影响项目复杂度、进度、成本、产品和物料采备.在评估GPS接收机时,成本因素扮演了重要角色.对产品批量小的项目来说,最初的开发成本在整个产品成本中占据了最大的一部分,必须着重考虑.对产品批量大的项目来说,开发成本对项目本身的影响可以忽略,为了优化产品成本,需要在研发过程中投入充足的时间和资源.GPS厂商间的激烈竞争造成GPS产品的低价,工程师和采购经理很容易被价格因素吸引而选择最便宜的那种.请注意,单纯地只关心产品成本而忽视其它要求很可能会导致令人失望的结果,例如项目延期和出现产品质量缺陷.性能差、质量达不到预期要求以及让用户不满意,都是GPS嵌入式产品最不希望见到的.在项目进行的初期阶段就必须确定系统集成等级,它会影响对OEM GPS接收机的选择.选定的系统集成等级类似于在设计复杂度和有限的周期、技巧和可用资源之间进行的一种权衡.基于GPS芯片组设计可以提供最大的灵活性和产品优化.基于芯片组的设计需要开发工程师具备RF设计方面的丰富技巧和经验,以完成产品开发并提供全面彻底的配套产品测试系统.基于芯片组的产品设计开发周期通常超过一年,成本较高,同时技术风险不容忽视.一般会进行三次或以上的产品原型测试,产品方可定型,在开发过程中强烈建议与GPS厂商紧密合作.总之,高昂的设计费用、较大风险和复杂的物料来源(20-40个来自不同半导体公司的元件),使得这种方式仅适用于有大规模应用潜力的产品.GPS模块可以作为芯片组的替代选择.模块包含完整的GPS功能,允许开发工程师进行快速系统集成,而无需面对在开发过程中RF和GPS设计缺陷的麻烦.开发工程师只需要具备基本的RF知识,指定天线类型并将天线设计到模块的链路上.模块采用表面贴装焊盘,可适用于自动贴装和焊接流水线,因而对于中等和大批量生产项目来说是一种很有吸引力的选择.从备料角度来看,使用模块比采购数量众多的元件更为容易,同时,由于供应商已经对GPS模块做过全面测试,因此只需要进行相对简单的产品测试.图2:系统集成等级.GPS接收板本身带专用RF和I/O接头,体积虽然大于GPS模块,但却进一步简化了系统集成工作.使用过程中除了选择一款带合适连接电缆和接头的有源GPS天线外,不需要做其它与RF相关的设计工作.当易用性和划算的产品可靠性是重点考虑的因素时,插入式接收板是最佳的选择方案.当能否迅速完成产品定型或迅速将产品投放市场成为产品成功与否的决定因素时,GPS智能天线模块是最佳的选择.智能天线模块包含完整的GPS接收机,带内置天线.智能天线模块有两种应用形式:一种是OEM智能天线模块,用于终端集成,另一种是将智能天线封装到某个组件中.设计中选择使用智能天线模块由于具有系统集成快速和风险低的特点,在要求实现迅速产品定型、小批量生产和对进入市场时间要求严格的应用场合,GPS智能天线模块是最适当的选择.即使智能天线模块包含了完全独立的GPS功能,在使用过程中仍有一些设计工作有待进行,包括天线类型(片状天线或螺旋天线)的选择和将智能天线模块嵌入到终端产品中去.大多数智能天线模块不是采用陶瓷片状天线就是螺旋天线.片状天线具有方向性,在辐射元的正交面上有最大增益.换句话说,水平面上的辐射元对从天穹顶点发来的信号具有最大增益.当水平面上接收仰角范围很窄的时候,对这种高度中心式的灵敏性会造成较大影响.片状天线适合用于主要朝向上方的终端产品中,例如用在车载导航中,靠着挡风玻璃安装在排气罩上.另外,由辐射元尺寸和它下方辐射经过的接地面尺寸共同决定的天线孔径(antenna aperture)大小,也会影响信号接收灵敏性.螺旋天线有相对较宽的方向特性:具有更宽的接收仰角,但峰值增益也相对较低.螺旋天线适合用于各个方向都要求能自由使用的终端产品中,如移动手持设备.由于靠近人体时会干扰信号接收,在这种情况下使用螺旋天线造成的影响也相对较小,因而在距离人体组织或远或近的位置、在各个方向手持终端产品时都能实现GPS接收.不过螺旋天线也存在一个缺点:天线孔径小,限制了整体的接收灵敏度.下面列出的几点影响智能天线模块在终端产品中嵌入应用的因素:1.在选择智能天线模块前应了解终端产品的主要定位方向和使用方式:例如,电子设备是被放置在平面上工作还是被拿在手里、与水平面呈一定倾角贴近人体头部使用.2.天线集成的位置不能靠近噪声源,如内部处理器和发光LCD显示屏.3.终端产品的外壳材料对天线性能有影响.外壳或屏蔽层材料的介电常数、厚度以及到天线表面的间距都会影响片状天线的谐振频率.因此,良好设计的OEM智能天线模块都按照厂商规范使用封装外壳,已经对偏移谐振频率进行了归零校准.封装式智能天线封装式智能天线是OEM智能天线模块的一种替代选择.在要求嵌入GPS的产品不做硬件改动的情况下,选择封装式智能天线有一定优势.封装式智能天线有两种:分立式智能天线和密耦合智能天线.分立式智能天线可以放在有较好天空视野的位置上,例如GPS鼠(GPS mice).它们之间通过RS-232、USB或蓝牙进行通信,由主机(例如通过USB电源线)或充电电池供电.密耦合智能天线可直接插入终端产品中去,例如通过CF插槽(Compact FLASH slot).封装式智能天线是在像便携PC和PDA这样的标准便携硬件平台上运行的系统解决方案的理想选择.本文结论在集成设计工作中使用经过良好设计的智能天线,可以提供与使用GPS模块和芯片组同样高的性能等级.在日本,新宿是路测环境最苛刻的城市之一.市内道路两侧高楼林立,天空视野有限,对接收机的多径抑制能力提出了严格考验.智能天线模块内含16通道ANTARIS定位技术,在如此恶劣的定位环境下仍能提供出色性能.当要求快速实现终端产品的设计,要求降低开发成本或者内部研发资源有限的时候,智能天线模块是切实可行的选择方案.经过仔细挑选的智能天线模块可以提供与传统GPS芯片组和模块集成相比拟的性能.测试有源GPS天线的方法GPS伴随着全球定位系统的发展,渐渐被全球消费市场所采用,不仅仅在专业或商业领域,如运输车队、科技探索、军事跟踪,而且还有许多消费类产品被普及到,比如手机和个人数据助理(PDA)设备上.实际上,车载GPS导航系统近几年已经成为美国、日本和欧洲市场上中高端汽车的标准配备.随着全球经济的带动,中国国产的GPS相关产品也越来越多,GOS产品的应用在国内也越来越普遍,相应人们在使用GPS时候产生的问题也与日俱增.根据MORLAB对GPS产品的检查测试实验经验,一部分GPS接收机的性能很不稳定的原因是由GPS接收天线产生的.所以对GPS天线性能测试是必须而迫切的.GPS接收天线的作用是将卫星传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.通常对于专用设备或车载设备而言,由于设备与GPS接收模块之前往往有一定距离, 考虑到安装的便利性则可能在现实环境中会使用超过1米的溃线, 但由于馈线对信号有不少的损耗,在这种情况下我们只能选择有源GPS天线.所谓有源天线,是指天线中装有RF前置放大器或低噪声放大器的GPS天线.本文所述的有源GPS天线测试可在MORLAB的OTA天线测试实验室中进行.总体测试架构类似于普通无源天线的测试环境,主要变化是需要增加一个Antenna splitter,把DC直流信号隔离,使其不能输入到测试系统,但同时又能给GPS天线供电.由于有源GPS天线内含单向放大器,GPS的工作形式又为纯接收机方式.因此,在测试时需要对测试系统进行相关特殊设置,使测试天线探头从原来的接收状态改为发射状态,GPS天线接收信号后,经射频线再传给VNA作数据分析.GPS天线作为GPS设备中最重要的接收部件, 它起到的作用就像是人的"耳朵".因此GPS天线的性能好坏将直接关系到GPS整机的产品质量.经过对有源GPS天线的测试,可以帮助厂家确认GPS天线其的中心频率是否正确,验正增益和方向性等性能指标是否达到设计要求.通过GPS的OTA测试,将帮助GPS天线厂家及整机生产厂家改进GPS产品的接受性能,同时也给GPS产品经销商提供了一种检验GPS产品质量的新途径和新方法.GPS天线测试系统总体框图GPS天线测试现场某GPS天线样品1575.42MHz GPS中心频率增益下陷GPS天线3D方向图基于GPS机的多天线分析设计0 引言全球定位系统(GLOBAL positioning system , 缩写为 GPS)是美国国防部于 1973 年 11 月授权开始研制的海陆空三军共用的新一代卫星导航系统.GPS 由空间部分、地面监控部分和用户接收机 3 部分组成.经过 20 多年的研究和试验, 整个系统于1994年完全投入使用.在地球上任何位置、任何时刻, GPS 可为各类用户连续地提供动态的三维位置、三维速度和时间信息, 实现全球、全天候的连续实时导航、定位和授时.目前, GPS 已在大地测量、精密工程测量、地壳形变监测、石油勘探等领域得到广泛应用.利用 GPS 定位技术进行精密工程测量和大地测量, 平差后控制点的平面位置精度为 1 mm～2 mm ,高程精度为2 mm～ 3 mm .利用GPS 定位技术进行变形监测, 是一种先进的高科技监测手段.用GPS 监测滑坡是GPS 技术变形监测的一种典型应用, 通常有两种方案: ①用几台GPS 接收机, 由人工定期到监测点上观测, 对数据实施处理后进行变形分析与预报; ②在监测点上建立无人值守的GPS 观测系统, 通过软件控制, 实现实时监测和变形分析、预报.但由于每个监测点上都需要安装GPS 接收机, 仅三峡库区的支、干流上需要监测的滑坡就有七八百个, 一个滑坡少则几个点, 多则几十个点, 有的甚至多达100 多点.如此大范围监测, 仅购买接收机就需几百万元, 致使监测系统的费用非常昂贵.基于上述问题, 我们开发了GPS 一机多天线控制器, 使一台GPS 接收机能连接多个天线.这样, 每个监测点上只安装天线, 不安装接收机.10 个乃至20 个监测点共用 1台接收机, 可使监测系统的成本大幅度下降.该系统样机已在香港的山体滑坡监测中进行了测试, 定位精度为毫米级.该研究成果还可应用到岩土工程监测、建筑物变形监测、大坝变形监测、大桥变形监测等领域.1 系统组成GPS 一机多天线监测系统原理如图1 所示.该系统包括控制中心、数据通信、 GPS 多天线控制器和野外供电系统等 4 部分.1.1 控制中心控制中心可以对 GPS 多天线控制器微波开关各信号通道进行参数设定, 包括各通道的开/关选择、各通道的时间参数设定等.还可以设定系统的工作方式, 例如对采集数据的传送方式(实时/事后)进行控制, 并将由现场传来的 GPS 原始数据, 通过处理, 实现精确定位.整个控制软件由MicrosoftVisual C++ 语言编程, 具有良好的人机界面.1.2 数据通信根据实际使用情况的不同, 可以有以下几种数据传送方式:a. 利用电话线进行数据通信.由于有现成的电话线, 只需购置相关的调制解调器即可, 成本较低,传输距离不受限制, 实时性可以保证.工作时, 由于占用电话网, 费用较高.有些场合可以考虑使用内部小总机分机方式进行通信.b . 利用无线方式进行数据通信, 如利用现有的GSM信道.c . 组网方式.构成局域网, 从而可以利用网上的相关资源进行数据通信.这种方式进行数据通信时, 方便、可靠、通用性强, 不需购置专用设备.但组网成本较高, 如果不是具备现成的网络条件, 不太适宜采用.数据传送时, 实时性可能难以保证.1.3 GPS多天线控制器多天线控制器由计算机系统、天线开关阵列和控制电路组成, 如图2 所示.。

gps天线原理

1 GPS卫星信号的组成 GPS卫星信号采用典型的码分多址（CDMA）调制技术进行合成（如图 2 所示），其完整信号主要包括载波、伪随机码和数据码等三种分量。信号载波处于L波段，两载波的中心频率分别记作L1 和L2。卫星信号参考时钟频率f0 为 10.23MHz，信号载波L1 的中心频率为f0 的 154 倍频，即： fL1=154×f0=1575.42MHz (1) 其波长λ1=19.03cm；信号载波L2 的中心频率为f0 的 120 倍频，即： fL2=120×f0=1227.60MHz (2) 其波长λ2=24.42cm。两载波的频率差为 347.82MHz，大约是L2 的 28.3%，这样选择载波频率便于测得或消除导航信号从GPS卫星传播至接收机时由于电离层效应而引起的传播延迟误差。伪随机噪声码（PRN）即测距码主要有精测距码（P码）和粗测距码（C/A码）两种。其中P码的码率为 10.23MHz、C/A码的码率为 1.023MHz。数据码是GPS卫星以二进制形式发送给用户接收机的导航定位数据，又叫导航电文或D码，它主要包括卫星历、卫星钟校正、电离层延迟校正、工作状态信息、C/A码转换到捕获P码的信息和全部卫星的概略星历；总电文由 1500 位组成，分为 5 个子帧，每个子帧在 6s内发射10 个字，每个字 30 位，共计 300 位，因此数据码的波特率为 50bps。
基于 MAX2742 型电路的 GPS 接收机设计
李今明
1 引言 GPS 卫星发送的导航定位信号是一种可供无数用户共享的信息资源。对于陆地、海洋和空间的广大用户，只要用户拥有能够接收、跟踪、变换和测量 GPS 信号的接收设备即 GPS 信号接收机，就可以在任何时候用 GPS 信号进行导航定位测量。GPS 信号接收机的功能是能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行，对接收到的 GPS 信号进行变换、放大和处理、以便测量出 GPS 信号从卫星接收机天线的传播时间，解译 GPS 卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的 3 维位置甚至 3 维速度和时间。典型 GPS 接收机的结构如图 1 所示。

单频GPS精密单点定位的自适应滤波模型分析

江南大学学报（自然科学版）
第ｌＯ卷
定的系统模型参数和噪声统计参数进行估计和修正＿。５ｊ为克服Ｋｌａ滤波的发散问题，中采用改进ａｍｎ文的自适应滤波方法，滤波过程中不断修正模型误在
简单、理想化的运动模型，最因此文中采用附加模
糊度参数的常速度滤波模型。位置参数和接收机钟
差参数通常可以采用随机游走法或一阶高斯马尔可夫过程描述，而对流层延迟参数一般采用随机游走法建模Ｊ。
ｑｕｌｔｏｒｌａｉｙｃｎｔｏｍｅｈｏＤＩｔｄＡｉｕｓｄｏｓｅｔｄｅｅｔｈｃｃｅｌｐｓｎｏｌｅｓＡｔｓｉｇｘａｌｔｃｔｅｙｌｓｉａｄｕｔｉｒ．ｅｔｎｅｍｐｅｃｌｕａｅｈｅｓｆｗａｅｄｅｅｏｄｂｈｅａｔｒｉｓｄｔｎａｙｅｔｅａｃａｙｏｈｅｐｏｓｄａｃｌｔｄｂｙｔｏｔｒｖｌｐｅｙｔｕｈｏｓｕｅｏａｌｚｈｃｕｒｃｆｔｒｐｏｅｍｏｅ．Ｉｃｎａｈｅｅａｓｂ－ｔｒｃｕａｙｕｉａａｔｖＫａｍａｆｌｅｉｇｗｉｈｓｎｌｄ１ｔａｃｉｖｕｍｅｅａｃｒｃｓｎｇｄｐｉｅｌｎｉｔｒｎｔｉｇｅｒｑｎｙｏｅｖｔｏ．ｆｅｕｅｃｂｓｒａｉｎｓＫｅｒｙｗｏｄｓ：ＧＰＳ，ｓｎｌｅｅｃｉｇｅｆｑｕｎｙＰＰＰ，Ｋａｍａｉｒｎｒｌｎｆｈｅｉｇ

GPS天线及测试介绍

GPS天线测试
• 环境和可靠性测试：环境测试包括： GPS天线高低温、高温、低温、高温高湿
可靠性测试包括： GPS天线雷击测试、抗静电测试、防水性能测试、盐雾测试、包装跌落测试、包装随机振动测试、连接器插拔测试、高温存储、低温存储、高温高湿存储、加电高温老化、加电低温老化测试、裸机非工作条件下的冲击测试、裸机非工作条件下的振动测试
GPS天线简介
表征LNA性能的主要参数 8. 输出1dB压缩点：度量LNA的线性。定义为使增益比线性放大器增益下降1dB时所对应的输出信号的功率Pout
10logPout Po-1dS天线简介
• GPS天线技术要求
包括环境条件、外观要求、性能指标要求、接口要求、可靠性要求等。作为室外应用产品，对防淋雨、防盐雾、防积雪都有一定的要求，日益复杂的电磁环境，也使得GPS天线对带外的大信号干扰有强抑制要求。同样，还要考虑到强防雷以及一定的防盗保护。同时，考虑到现场施工的方便性和后续更换的统一性，对 GPS天线的安装固定装置也作了统一的要求。
GPS天线简介及其测试
日期：2009-11-20
主要内容
• • • • GPS系统概述 GPS天线简介 GPS天线内部LNA测试 GPS天线测试
GPS系统概述
• GPS （Global Positioning System)：全球定位系统美国从1973 年开始筹建，于1989年开始发射正式工作卫星，并于1994年全部建成，投入使用。 • GPS系统的空间部分最早由21 颗卫星组成，均匀分布在6 个轨道面上，地面高度为20000余公里，轨道倾角为55度，扁心率约为0，周期约为12小时，卫星向地面发射两个波段的载波信号，载波信号频率分别为1575.42兆赫兹（L1波段）和1227.6兆赫兹（L2波段），其中L1为开放的民用信号，信号为圆形极化，信号强度为-166dBm左右，属于比较弱的信号。卫星上安装了精度很高的原子钟，以确保频率的稳定性。

GPS的双频和单频

双频是同时接收L1.L2载波的信号，利用两频率对电离层延迟的不一样，可消除电离层对电磁波延迟的影响.对于所有的GPS观测数据而言，电离层的误差都是固有的，但通过结合两个频率的卫星观测信息，可以通过建立模型有效的消除这种误差。
单频机适宜于小于20km的短基线测量，对于一般工程测量具有良好的性能价格比。双频机能以L2观测值修正电离层折射影响，最适宜于中、长基线(大于20km)测量，具有快速静态测量的功能，可升级为RTK功能
L1载波：C/A码（公开码），P码
L2载波：L2C码（调制在L2的民用码，2005年以后），P码
双频GPS接收机对比于单频而言主要有以下两项优势：
1.对于所有的GPS观测数据而言，电离层的误差都是固有的，但通过结合两个频率的卫星观测信息，可以通过建立模型有效的消除这种误差。
2.通过在两个频率上观测可以加速模糊度的解算，而且可以使用TF技术。
双频双星GPS接收机是GPS系统的一种
GPS =Global Positioning System 全球位置测定系统
GPS 按接收机的载波频率分类单频接收机和双频接收机单频只接收L1载波信号.
随着接收机之间基线长度的增加，相关性减弱而电离层误差可能变得很大。这是因为在各个测站所在地GPS信号所通过的大气有很大的不同。通过在两个频率上获取观测数据，就可以对每一个测站所接收GPS信号不同的电离层影响建立模型，以减少由电离层带来的误差。这就使得在长距离上进行更为精确的基线测量成为可能。
第二项优势─—OTF技术用于动态测量并能够提供快速静态解算功能。为了获得1~3m的测量精度，GPS接收机必须能够解算出载波相位的整周模糊度。对于传统的单频接收机而言，这个过程可能花费30~60分钟，造成影响的因素有很多，基线的长度就是其中之一。

单双频GPS混合观测高精度单频精密单点定位

第49卷第5期2021年5月同济大学学报（自然科学版）JOURNAL OF TONGJI UNIVERSITY（NATURAL SCIENCE）Vol.49No.5May2021论文拓展介绍单双频GPS混合观测高精度单频精密单点定位邹俊平，王解先（同济大学测绘与地理信息学院，上海200092）摘要：精密单点定位不受局域观测和设施影响，有利于形变监测。

为降低电离层延迟对单频精密单点定位结果的影响，提出了单双频混合观测的方法。

但单频精密单点定位仍受相位非小数偏差影响，为此提出采用双差模糊度应用于单频精密单点定位。

观测数据解算结果表明，电离层延迟精度优于1cm，满足单频精密单点高精度定位的要求，对应的单频精密单点定位可实现厘米级结果。

双差模糊度应用于单频精密单点定位时，参数收敛时间平均缩短约7min，在北、东、高程3个方向的定位结果平均分别提升0.23、0.14、0.21cm。

关键词：单点定位；电离层延迟；单频观测中图分类号：P228.4文献标志码：A Mixed Application of Single and Dual Frequency Receivers in Single-Frequency Precise Point Positioning ZOU Junping，WANG Jiexian（College of Surveying and Geo-Informatics，Tongji University，Shanghai200092，China）Abstract：Precise point positioning（PPP）is not affected by the local observation and infrastructure which is beneficial for deformation monitoring.Considering the influence of the ionospheric delay on single-frequency point positioning，the method of the mixed application of the single and dual frequency observations is proposed. However，the single-frequency precise point positioning is affected by the fractional bias of phase observation.The method for introducing the dual-differenced ambiguity into single-frequency precise point positioning is discussed.The data are processed using the method proposed.The results show that the estimated ionospheric delay is higher than1cm which can meet the requirement of single-frequency point positioning.It is noticed that the convergence time can be shortened for an average improvement of7minutes.The improvements for the single-frequency point positioning in the directions of the North，East，and UP can reach0.23，0.14，and0.21cm，respectively.Key words：precise point positioning(PPP)；ionospheric delay；single-frequency observation导航定位技术在地球科学［1-2］、现代空间科学［3-6］和精密授时［7-8］等众多领域得到了广泛应用。

单馈点圆极化GPS微带天线

主题词微带天线圆极化全球定位系统
1 引言
双馈点圆极化微带天线由于需要外加 3dB 90°相移网络, 使天线结构与组成复杂, 不便于实现微波集成设计。微带天线理论分析一般采用以下三种方法: 传输线模型、腔模理论和积分与微分方程模型 (即矩量法)。本文主要是在腔模理论的基础上通过微扰变分方法, 给出单馈点圆极化微带贴片天线的分析和设计。介绍一种用于 GPS 系统的单馈点圆极化微带天线, 其测试结果与设计预估十分一致。无需反复调试, 做到一次设计、一次加工、一次成功。该天线除结构紧凑, 易于微波集成外, 还具有十分优良的圆对称半球波束、良好的广角圆极化和阻抗匹配特性。对 GPS 应用来说是一种性能优良的天线。
分布在周边 x = ± a 2, y = ± a 2; 相应的 E z 的基模标量特征函数为
Ω10 = V 0 sink x x , V 0 = 2 a Ω01 = V 0 sink x y , k x = k y = Π a 一个形状规则的矩形微带天线由一点馈电可产生极化正交幅值相等的二简并模, 但不能形成 90°的相位差。为使二简并模间形成 90°的相位差必须在规则形状单元上附加一简并模分离单元, 使简并模谐振频率产生分离。当矩形微带贴片天线附加分离单元 ∃S 之后 (如图 2 所示) , 其波数就不同了。当只考虑基模激励时, 新模的特征函数可写为原来二特征函数的线性叠加: Ω′= p Ω10 + qΩ01 式中 p , q 为待求常系数。利用变分理论, 新波数写成
中 3 0 国空间科学技术 2002 年 4 月
CH IN ESE SPA CE SC IEN CE AND T ECHNOLO GY 第 2 期
单馈点圆极化 GPS 微带天线

GPS-BT-WIFI多合一天线_ACM0-3216

(3) Product Code: 3.2mm(Length) x 1.6mm(Width)
(4) Design Revision Code: Rev.0
(5) CC= Coupling Ceramic Type
(6) Special Code: S=RoHS Compliant
(7) Suffix For Special Requirements
INPAQ TECHNOLOGY CO., LTD.
THIS DRAWINGS AND SPECIFICATIONS ARE THE PROPERTY OF INPAQ TECHNOLOGY CO.,LTD.AND SHALL NOT BE REPRODUCED OR USED AS THE BASIS FOR THE MANUFACTURE OR SALE OF APPARATUS OR DEVICES WITHOUT PERMISSION
3. Electrical Specification :
SPECIFICATION
ITEM
GPS
Frequency Band
1570 MHz〜1580 MHz
VSWR
< 2.5
Polarization
Linear
Impedance
50Ω typ.
Central Frequency
1575 MHz
BT/WiFi 2400 MHz〜2500MHz
4. Physical Dimension : (Unit:mm)
TOP view
Bottom view
Chip Antenna
L
W
A
B
L1
W1
H
ACM0-3216 3.2±0.30 1.7±0.20 0.3±0.15 0.3±0.15 0.47±0.20 0. 7±0.20 0.5±0.1

emcrf测试常用天线简介

EMC 、RF 测试常用天线简介天线在EMC 、RF 测试，测量中运用相当普遍，常用天线如下：1、双锥天线：常用于RSE 替代法测试。

常用工作频段：30MHz~300MHz双锥天线2、对数天线：常用于辐射场地NSA 校准。

常用工作频段：30MHz~1GHz对数天线3、对数周期天线：常用于辐射骚扰/辐射杂散低频测试。

常用工作频段：30MHz~3GHz 对数周期天线4、三环天线：常用于灯具产品磁场辐射测试。

常用工作频段：9KHz~30MHz 三环天线5、喇叭天线：常用于辐射骚扰/辐射杂散高频测试。

常用工作频段：1GHz~18GHz 喇叭天线6、偶极子天线：常用于场地衰减和天线系数的测量中。

常用工作频段：30MHz~4GHz 偶极子天线7、环天线：常用于低频磁场测试。

常用工作频段：9KHz~30MHz 环天线在进行EMC 和RF 测试中，以下的几个基本概念需要有所掌握：天线的极化方向经常有客户问什么是垂直什么是水平啊，天线向周围空间辐射电磁波。

电磁波由电场和磁场构成。

人们规定：电场的方向就是天线极化方向。

一般使用的天线为单极化的。

下图示出了两种基本的单极化的情况天线的极化方向波瓣宽度波束宽度指的是在天线峰值响应的方向上，两个半功率点之间的角度，波束宽度有E面和H面两个分量，两者不一定完全相等，如果某一天线的增益设计为正，则它的波束宽度和增益常常正好相反。

方向图通常都有两个或多个瓣，其中辐射强度最大的瓣称为主瓣，其余的瓣称为副瓣或旁瓣。

在主瓣最大辐射方向两侧，辐射强度降低3 dB （功率密度降低半）的两点间的夹角定义为波瓣宽度（又称波束宽度或主瓣宽度或半功率角）。

波瓣宽度越窄，方向性越好，作用距离越远，抗干扰能力越强。

波瓣宽度天线增益增益是指：在输入功率相等的条件下，实际天线与理想的辐射单元在空间同一点处所产生的信号的功率密度之比。

它定量地描述一个天线把输入功率集中辐射的程度。

增益显然与天线方向图有密切的关系，方向图主瓣越窄，副瓣越小，增益越高。

机场无线导航系统的天线图片

见识几种无线导航系统的天线先看ILS的天线位于跑道远端的LOC波束天线ILS Localizer 21-element dipole reflector antenna array, Runway 27R, EDDV Hanover/Langenhagen International Airport. The picture shows the back of the antenna system.位于跑道近端的GS波束天线Glideslope antenna array, Runway 09R, EDDV Hanover/Langenhagen International Airport. DME antenna for HDB DME above building.ILS由地面发射的两束无线电信号实现航向道和下滑道指引，建立一条由跑道指向空中的虚拟路径。

Illustration of ILS localizer and glideslope emissions.Marker Beacon指点标(Marker Beacon)，距离跑道从远到近分别为外指点标(OM)，中指点标(MM)和内指点标(IM)Outer marker声音400 Hz 摩斯码为长、长、长、长……Middle marker声音1,300 Hz 摩斯码为短、长、短、长……Inner marker声音3,000 Hz 摩斯码为短、短、短、短……MM的天线A middle marker beacon antenna at Ontario International Airport in California. 归航台NDBNDB是无方向性信标(Non-Directional Beacon) 的简称。

频率范围是531 kHz - 1602 kHz 步进9 kHz(北美是530 kHz - 1700 kHz 步进10 kHz)。

但通常主要工作在190 kHz到535 kHz频段中。

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