GPS天线概述
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。
手机gps天线原理
手机gps天线原理
手机GPS天线原理是利用GPS卫星发射的无线电波与手机天线进行信号的接收和发送。
GPS卫星发射的无线电波是通过空间传输而到达地面的，手机天线则是将接收到的无线电波转换成可被手机芯片解读的电信号。
手机GPS天线一般采用陶瓷介质的天线贴片设计，这种天线可以在手机背部或者侧边的较小空间内安置。
它通常由天线基片、天线导体和天线接地面等组成。
天线基片是用来支撑和固定天线导体的，而天线导体则负责接收和发送无线电信号。
手机GPS天线的原理是利用天线导体与GPS卫星发送的无线电波之间的相互作用。
当GPS卫星发射信号经过大气层并到达地面时，信号会被手机天线导体接收。
天线导体的设计使其能够最大限度地吸收和捕获到从不同方向传来的无线电信号。
一旦天线导体接收到无线电信号，它会将信号转换成微弱的电信号，并将其传送到手机芯片，进而进行信号解码和处理。
接收到的信号经过处理后，手机就能够根据信号的强度和时间差来计算出自身的位置和速度等信息。
总的来说，手机GPS天线的运作原理是通过与GPS卫星发射的无线电波之间的相互作用，实现对信号的接收和发送。
这为手机定位和导航功能的实现提供了基础，并为用户带来了精准的定位服务。
gps有源天线工作原理
gps有源天线工作原理
天线是GPS有源天线的前端，由一个或多个负载元件和一个或多个偶极子组成。
这些元件被安装在天线柄上，并与GPS接收器连接。
放大器是GPS有源天线的后端，主要作用是放大经天线接收到的信号。
放大器由一个或多个放大器组成，一些放大器还包括滤波器和其他电路，用于减少噪声和干扰。
GPS有源天线可以接收和放大GPS信号的频率范围，通常从1.5 GHz到1.6 GHz，这是GPS信号的频率范围。
当信号通过天线传输时，天线接收到的信号被放大器放大，然后通过天线柄传输到接收器。
GPS有源天线的主要优点是其高灵敏度和高增益。
由于其高灵敏度，GPS有源天线可以接收到非常微弱的信号，并将其放大到足够的水平，使接收器能够处理该信号。
由于其高增益，GPS有源天线可以提高GPS信号的接收范围和质量，从而提高GPS定位的精度和可靠性。
总的来说，GPS有源天线是一种非常重要的GPS接收器组件，它可以提高GPS的性能和精度，并广泛应用于航空、军事、车载导航和其他GPS应用领域。
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gps接收天线 用途
gps接收天线用途
GPS接收天线是一种用于接收全球定位系统（GPS）信号的设备，它在许多领域都有广泛的应用。
GPS接收天线在航空航天领域起着重要作用。
航空器如飞机、直升机和无人机等都需要准确的定位和导航系统来确保飞行的安全和效率。
GPS接收天线可以接收来自卫星的信号，通过计算接收到的信号的时间差来确定自身的位置和速度。
航空器上的GPS接收天线可以提供精确的导航数据，帮助飞行员准确计算航向、高度和速度，从而保证飞行的精准性和安全性。
GPS接收天线在汽车导航系统中也扮演着重要角色。
现代汽车导航系统通常配备有GPS接收天线，通过接收卫星信号来确定车辆的位置和行驶方向。
这些导航系统可以提供准确的导航指引，帮助驾驶员快速找到目的地，避免迷路，节省时间和精力。
除了航空航天和汽车导航，GPS接收天线还广泛应用于船舶导航、野外探险、调查测量、军事作战等领域。
在船舶导航中，GPS接收天线可以帮助船员准确计算船舶的位置和航向，确保船只航行在正确的航线上。
在野外探险和调查测量中，GPS接收天线可以提供准确的位置信息，帮助人们在无人区域进行定位和测量工作。
在军事作战中，GPS接收天线可以帮助士兵和指挥官准确确定自身位置和目标位置，提供战场导航和目标追踪的支持。
GPS接收天线在航空航天、汽车导航、船舶导航、野外探险、调查测量和军事作战等领域都发挥着重要作用。
它们通过接收卫星信号，帮助人们准确确定位置、导航和追踪目标，提高工作效率和安全性。
GPS接收天线的应用范围广泛，对现代社会的发展和人们的生活产生了积极的影响。
GPS天线
GPS天线------------------------------------------------------------------------------------------------GPS天线GPS就是通过接受卫星信号，进行定位或者导航的终端。
而接受信号就必须用到天线。
GPS卫星信号分为L1和L2，频率分别为1575.42MHZ和1228MHZ，其中L1为开放的民用信号，信号为圆形极化。
信号强度为166-DBM左右，属于比较弱的信号。
这些特点决定了要为GPS信号的接受准备专门的天线。
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。
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。
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。
gps天线原理
gps天线原理
GPS天线原理是利用GPS卫星系统来接收和解码卫星信号的
一种设备。
GPS天线使用全向性的天线，能够接收来自不同
方向的卫星信号。
它将接收到的卫星信号送入GPS接收器中
进行处理。
在GPS卫星系统中，有一组位于近地轨道上的卫星向地面发
送信号。
这些信号包含有关卫星位置和时间信息的数据。
GPS
天线接收到这些信号后，经过放大和滤波等处理，将其送入GPS接收器。
GPS接收器是GPS系统的核心部分，它负责接收和解码卫星
信号，计算出接收器与卫星的距离。
为了正确计算距离，接收器需要接收来自至少3颗卫星的信号。
通过使用测量到的距离，接收器可以不断地确定自己的位置，并进行导航和定位。
GPS天线的设计十分重要，它需要具备良好的接收性能和抗
干扰能力。
天线内部的接收器能够尽可能地接收到来自卫星的信号，同时减少周围环境和其他电子设备对信号的干扰。
天线的设计还需要考虑天线的放置位置和方向，以确保能够接收到足够数量和质量的卫星信号。
总之，GPS天线原理是利用全向性天线接收GPS卫星系统发
送的信号，将其送入接收器进行处理和解码，以实现导航和定位功能。
天线的设计需要满足接收性能和抗干扰能力的要求，以获得准确的位置信息。
gps接收天线 用途
gps接收天线用途GPS接收天线的用途导语：GPS接收天线是一种用于接收全球定位系统（GPS）信号的设备，其用途广泛，可以应用于许多领域，为人们的生活和工作提供了便利。
本文将从汽车导航、航空航天、军事及个人定位等方面介绍GPS接收天线的用途。
一、汽车导航随着人们生活水平的提高，汽车已经成为我们日常出行的重要工具。
而GPS接收天线在汽车导航系统中起到了至关重要的作用。
通过接收卫星发射的信号，GPS接收天线可以确定汽车的具体位置，并将其与地图数据相匹配，从而为驾驶员提供最佳的导航路线。
这不仅可以帮助驾驶员准确到达目的地，还可以避开交通拥堵，提高行驶效率。
二、航空航天在航空航天领域，GPS接收天线的用途也非常广泛。
飞机、卫星和导弹等航空航天器都需要GPS接收天线来进行定位和导航。
通过接收卫星信号，这些设备可以精确计算自身的速度、航向和位置，从而实现精准的飞行控制。
此外，GPS接收天线还可以用于飞机的自动驾驶系统，使飞行更加安全可靠。
三、军事军事领域是GPS接收天线的重要应用场景之一。
军队可以利用GPS 接收天线来实现战场定位、导航和通信等功能。
通过接收卫星信号，军事人员可以准确确定自身位置，并将其与地图数据相结合，实现战场导航和作战指挥。
此外，GPS接收天线还可以用于军事装备的精确打击和目标追踪，提高战场作战效果。
四、个人定位除了以上应用领域，GPS接收天线还可以用于个人定位。
在户外运动、探险和旅行等活动中，人们可以携带GPS接收天线设备，通过接收卫星信号确定自身位置，从而更好地规划路线和安全出行。
此外，GPS接收天线还可以用于老人和儿童的定位，帮助家人及时了解他们的位置，确保他们的安全。
总结：GPS接收天线的用途广泛，涉及汽车导航、航空航天、军事及个人定位等多个领域。
它的应用不仅使我们的出行更加便利，还为军事作战和航空航天等领域提供了重要的技术支持。
随着技术的不断进步，相信GPS接收天线的用途将会越来越多样化，为人们的生活和工作带来更多的便利。
patch天线相关知识
GPS天线概述GPS就是通过接受卫星信号，进行定位或者导航的终端。
而接受信号就必须用到天线。
GPS卫星信号分为L1和L2，频率分别为1575.42MHZ和1228M HZ，其中L1为开放的民用信号，信号为圆形极化。
信号强度为-125~-130dBm左右，属于比较弱的信号。
这些特点决定了要为GP S信号的接受准备专门的天线。
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和线性极化。
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GP S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GP S来说是非常有必要的。
3.从供电方面又分有源和无源。
外置式GPS为有源天线，比方达伽马G PS外置式天线基本上就属于有源天线。
那无源天线就是不含LN A放大器，只是天线本体。
构造绝大部分GP S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L NA，是将信号进行放大和滤波的部分。
GPS抗干扰天线技术的介绍和设计
GPS抗干扰天线技术的介绍和设计GPS（Global Positioning System）是一种利用卫星系统跟踪和定位地球上特定位置的技术。
然而，在使用GPS进行定位时，经常会遇到各种干扰，如建筑物、天气条件、电磁干扰等，这些干扰会降低GPS的精确度和可靠性。
为了解决这个问题，人们开发出了GPS抗干扰天线技术。
首先，GPS抗干扰天线技术可以通过天线的形状和位置来优化信号接收。
天线的形状可以采用带有偶极子和负载的设计，以增加天线的增益和频率响应。
此外，天线的位置选择可以尽量避开高耗散物体的附近，以减少干扰的影响。
其次，通过使用多元极化技术，可以提高天线接收GPS信号的灵敏度和可靠性。
多元极化技术通过在天线中使用两个或多个天线来接收不同极化方向的信号，以降低干扰的影响。
这种技术可以进一步提高天线对GPS信号的抗干扰性能。
另外，利用各种滤波技术也是GPS抗干扰天线技术中常用的方法之一、滤波器可以帮助消除特定频率范围内的干扰信号，以保持GPS接收机只接收到GPS卫星发送的信号。
常用的滤波器包括低通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。
此外，天线的调谐和匹配技术也是GPS抗干扰天线技术中的关键因素之一、通过适当选择和调谐天线的频率和阻抗匹配，可以提高天线对GPS信号的接收效率和抗干扰性能。
调谐电路的设计和优化可以根据GPS系统的频率和特性进行。
最后，使用增强天线技术也是GPS抗干扰天线技术中的一种方法。
增强天线技术包括天线阵列和波束形成技术。
天线阵列技术使用多个天线组成阵列，以提高接收天线的增益和方向性，从而抑制干扰信号的影响。
波束形成技术通过调整天线阵列中每个天线的相位和幅度来形成一个指向卫星的波束，以增强GPS信号的接收。
综上所述，GPS抗干扰天线技术是一种为了提高GPS定位精确度和可靠性而开发的技术。
通过天线设计的优化、多元极化技术的应用、滤波技术的使用、调谐和匹配技术的探索以及增强天线技术的应用，可以有效地提高GPS接收器对GPS信号的接收能力，减少干扰的影响，从而提高GPS 定位的准确性和可靠性。
gps天线原理
GPS天线原理1. 引言全球定位系统（GPS）是一种可以为用户提供地理定位和导航信息的卫星导航系统。
GPS的定位精度和可靠性很大程度上依赖于天线的性能。
GPS天线是接收卫星信号并将其传递给接收机的重要组成部分。
本文将介绍GPS天线的工作原理、常见类型以及选择和安装的一些要点。
2. GPS定位原理GPS定位是通过接收并计算多颗卫星的信号来确定接收器在地球上的位置的过程。
GPS系统由一组24颗运行在轨道上的卫星、GPS接收器和天线组成。
卫星发射的无线电信号由天线接收，并通过接收机进行处理。
接收机通过计算信号传播时间和不同卫星的位置，确定接收器的三维位置。
3. GPS天线工作原理GPS天线是一个被动元件，其主要功能是接收卫星发射的无线电信号并将其传递给接收机。
天线的主要组成部分是天线元素和天线阻抗匹配电路。
3.1 天线元素天线元素是指用于接收电磁波信号并将其转换为电信号的部分。
常见的天线元素包括负载、辐射元件和辐射导体。
负载是天线的连接点，将电信号传递给其他部分。
辐射元件是接收信号并将其转换为电流或电压的部分。
辐射导体则是用来辐射电磁波信号的部分。
3.2 天线阻抗匹配电路天线阻抗匹配电路的作用是将接收到的信号传递给接收机，并且使天线与接收机之间的阻抗匹配。
这样可以最大限度地传递信号，并且减少信号反射和损耗。
4. GPS天线类型4.1 主动天线主动天线是指带有放大器或低噪声放大器（LNA）的天线。
LNA可以放大接收到的微弱卫星信号，提高天线的灵敏度和性能。
由于主动天线具有较高的增益和较低的噪声系数，因此在低信号强度环境中的性能表现更好。
4.2 被动天线被动天线是指没有内置放大器或LNA的天线。
这种天线主要依赖接收机的放大器来增强信号。
由于没有放大器的使用，被动天线通常具有较低的增益和较高的噪声系数。
5. GPS天线的选择和安装要点5.1 天线增益天线增益是衡量天线在特定方向上接收能力的指标。
在选择GPS天线时，应根据应用需求和使用环境考虑天线的增益。
GPS天线的简介
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.。
gps天线原理
gps天线原理GPS天线原理。
GPS（全球定位系统）天线是GPS接收机的重要组成部分，它的性能直接影响到GPS接收机的定位精度和稳定性。
本文将从GPS天线的工作原理、类型和应用进行详细介绍，希望能够帮助读者更好地理解GPS天线。
GPS天线的工作原理主要是利用卫星信号的接收和处理，通过天线接收来自卫星的微波信号，并将其转换为电信号输入到GPS接收机中进行处理。
GPS天线的工作原理可以简单概括为接收、放大和传输。
首先，天线接收卫星发射的信号，然后通过内部的放大器对信号进行放大，最后将放大后的信号传输给GPS接收机。
通过这一系列的过程，GPS天线能够准确地接收和处理卫星信号，实现定位和导航功能。
根据不同的工作原理和结构特点，GPS天线可以分为主动天线和被动天线两种类型。
主动天线内置放大器，能够直接输出放大后的信号，适用于长距离传输和复杂环境下的定位；而被动天线不具备放大功能，需要通过外部设备进行信号放大和处理，适用于短距离传输和简单环境下的定位。
此外，根据天线的结构形式，还可以分为贴片天线、螺旋天线、天线阵列等多种类型，它们各自具有不同的特点和适用范围。
在实际应用中，GPS天线广泛应用于汽车导航、航空航海、军事定位、地质勘探等领域。
在汽车导航系统中，GPS天线能够准确地接收卫星信号，实现车辆的定位和导航功能，为驾驶员提供精准的路线指引；在航空航海领域，GPS天线可以实现飞行器的精确定位和导航，提高飞行安全性；在军事定位和地质勘探中，GPS天线能够实现精准的目标定位和地质勘探，为军事作战和资源勘探提供重要支持。
总的来说，GPS天线作为GPS接收机的重要组成部分，其工作原理和类型对GPS定位精度和稳定性有着重要影响。
通过对GPS天线的工作原理、类型和应用的深入了解，能够更好地选择适合的天线类型，并合理地应用于不同的领域，实现更精准、稳定的定位和导航功能。
希望本文的介绍能够帮助读者更全面地了解GPS天线，为相关领域的应用提供参考和帮助。
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有源天线 原理
gps有源天线原理GPS系统概述GPS（全球定位系统）由三个主要部分组成：空间部分（卫星）、控制部分（地面站）和用户部分（GPS接收器和天线）。
卫星持续广播包含其位置和时间信息的信号，GPS接收器通过接收来自至少四颗卫星的信号来计算出其精确位置。
有源天线的组成GPS有源天线主要由两个部分组成：天线本体和低噪声放大器（LNA）。
天线本体：负责接收空间中的电磁波（即GPS信号）。
根据其设计，天线可以最大限度地接收特定方向的信号，同时减少其他方向的干扰。
天线的设计（如偶极天线、贴片天线等）影响其接收特性，包括增益、波束宽度和频率范围。
低噪声放大器（LNA）：位于天线接收路径中的第一级，其任务是放大微弱的GPS信号，同时尽量不增加噪声。
LNA的性能对于保持信号的质量至关重要，它的噪声系数和增益是衡量其性能的关键指标。
工作原理信号接收：GPS卫星绕地球轨道运行，以高功率发送带有特定信息的信号。
当这些信号到达地球表面时，它们非常微弱，大约为-130dBm到-160dBm的水平。
信号放大：有源天线接收到微弱的GPS信号后，首先将信号传递给内置的LNA。
LNA对信号进行初步放大，这是确保信号在后续处理中不会因为系统噪声而丢失的关键步骤。
过滤：放大的信号经过滤波器，以去除不属于GPS工作频段的所有信号和干扰。
这确保只有需要的GPS信号被送往接收器进行处理。
进一步的信号处理：清晰、放大的GPS信号通过天线的输出传输给GPS接收器。
在接收器内部，这些信号被进一步解码和处理，以提取时间和位置信息。
定位计算：通过分析从不同卫星接收到的信号时间差，GPS接收器计算出与每颗卫星的距离。
利用这些距离数据，采用三角测量法，接收器可以计算出其在地球上的三维位置（纬度、经度和海拔高度）。
总结GPS有源天线通过其精心设计的天线结构和内置的LNA，有效地接收、放大并传输GPS 信号，即使在信号微弱或干扰严重的环境下也能保证高精度的定位。
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天线的名词解释
GPS天线的名词解释随着科技的不断发展，GPS（全球定位系统）天线的应用越来越广泛。
作为现代导航系统的重要组成部分，GPS天线在我们的生活中扮演着重要角色。
本文将深入解释GPS天线的相关名词，帮助读者更好地理解这一技术。
一、GPSGPS是全球定位系统（Global Positioning System）的缩写，它是一种基于卫星导航的定位系统，由美国国防部开发和维护。
通过使用至少四颗在轨卫星和接收机，GPS能够准确测量地球上任何位置的经度、纬度和海拔高度。
二、天线天线是指采集并发射（或接收）无线电频率电磁辐射的装置。
在GPS系统中，天线通常被用来接收卫星发射的GPS信号，并将其传输到接收机上进行处理。
三、天线增益天线增益是衡量天线辐射功率的指标。
它表示在最佳工作条件下，天线与理想点源天线相比，辐射功率增加了多少倍。
天线增益的增加可以提高天线的有效接收范围和发送信号的距离。
四、极化极化是指天线发射或接收无线电波时电场矢量的方向。
在GPS天线中，主要有两种极化方式：垂直极化和水平极化。
这两种极化方式具有不同的应用场景，可以根据需要进行选择。
五、阻抗匹配阻抗匹配是指天线与接收机之间的电学特性在相应频率上的匹配程度。
阻抗不匹配可能导致信号衰减和反射，从而降低天线性能。
因此，确保天线和接收机的阻抗匹配非常重要，可通过调整天线长度或使用阻抗转换器来实现。
六、多路径效应多路径效应是指导航信号在传输过程中，由于反射、折射和散射等原因，同时到达接收天线的多个路径。
这种现象会导致信号失真和干扰，降低定位的准确性。
为了解决多路径效应，GPS天线通常采用抗多径干扰技术，如天线阵列和信号处理算法来优化信号接收。
七、天线元件天线元件是构成天线的基本部件，如挂耳、接地板、无线电频率导线、衰减器等。
这些元件的选择和布局对天线的性能和效果产生重要影响。
同时，天线元件的精确制造和安装也是保证天线质量和性能的关键。
八、天线类型根据使用环境和需求，GPS天线可以分为不同类型，如外置天线、内置天线、微带天线和阵列天线等。
带你了解什么是GPS天线类型和特点
带你了解什么是GPS天线|GPS天线类型和特点到目前为止，相信大家对GPS应该已经不会陌生，但是大家知道GPS的时候有没有人想研究一下GPS的天线呢？GPS天线分哪几种类型呢，它们的特点又是怎样的呢？GPS天线按位置分为内置和外置天线，其中内置天线又分无源天线和有源天线。
1、无源天线如平板式天线，主要是陶瓷介质，大多是正方型设计，尺寸有25*25到12*12MM，面积越大，共振频率越高，由于不要电源供电，所以叫无源天线。
如图：银层:陶瓷天线的表面银层可以影响天线的共振频率,理想的频点是1574.42MHZ,在时间制作中可以调整银面形状来调频点。
陶瓷片:陶瓷粉末的好坏和烧结工艺直接影响它的性能,市面上的陶瓷片尺寸主要有25*25,18*18,15*15 12*12等.陶瓷片的面积越大,共振的频率越高。
CHIP天线, 如图:2、有源天线顾名思义就是要供电的天线模块,是由陶瓷天线、LNA（低噪声信号模块）、线缆、接头组成、外加一个密封防水圈，如图：内部图如下：加上陶瓷片和线缆的外观图：LNA：是将信号放大和滤波，前级LNA的增益必须配合后级LNA的增益，GSC3F（SIRF公司产品）要求信号的输入前总增益不得超过29DB，否则信号产生过饱和自激。
线缆：选择上要求阻抗匹配，阻抗一般为50欧姆。
有源天线的特点：高增益、抗干扰性强，如何选择用有源天线还是无源天线呢？A、如果芯片内有LNA，建议用无源，如果无，则要有源天线，关键是芯片的天线输入脚能不能馈电B、有源天线大，可以做外接天线。
3、螺旋式天线就是由4条特定弯曲的金属条组成，不需要任何接地，具有微波天线和垂直天线的特性，使天线任何方向都有3DB的增益，具有360度的接收能力。
如图：特点如下：A、如果地面干扰源较多，不适应用，因为天线有全向接收能力，会将干扰源的信号也放大，干扰了卫星信号。
B、现在的螺旋天线引进了巴仑电路，增强了抗干扰性，但是价格偏高。
4、GPS天线参数（有源天线）A、工作频率：1575.42MHZ（可偏2M）B、输入组抗：50欧姆C、VSWR小于或等于1。
gps 天线 工作原理
gps 天线工作原理GPS天线是一种用于接收全球定位系统（GPS）信号的设备，它的工作原理基于接收卫星发射的信号来确定接收器的位置和时间信息。
GPS天线通常由一个天线元件和一个接收器组成，天线元件用于接收并放大卫星发射的无线电信号，接收器则用于处理这些信号并计算出接收器的准确位置。
在GPS系统中，有多颗卫星以不同的轨道运行在地球上空，它们定期向地球发射无线电信号。
这些信号包含卫星的位置和时间信息，以及一个特定的编码。
当GPS天线接收到这些信号时，它会解码信号并提取出卫星的位置和时间信息。
通过同时接收来自多颗卫星的信号，GPS天线可以使用三角测量原理来确定接收器的位置。
具体来说，GPS天线通过测量来自至少四颗卫星的信号传播时间来确定接收器的位置。
当GPS天线接收到一个卫星的信号时，它会测量信号从卫星到达的时间。
由于信号的传播速度已知，GPS天线可以根据信号传播的时间来计算出信号的传播距离。
通过同时测量来自多颗卫星的信号传播时间，GPS天线可以确定接收器相对于这些卫星的位置。
通过多次测量和计算，GPS天线可以不断精确地确定接收器的位置和时间。
为了提高接收信号的质量和精度，GPS天线通常会使用一些技术来增强信号的接收和抗干扰能力。
例如，天线通常会具有方向性，以便更好地接收来自卫星的信号。
此外，天线还可能具有滤波器和放大器等电子元件，以增强信号的强度和减少干扰。
总的来说，GPS天线通过接收并处理卫星发射的信号来确定接收器的位置和时间信息。
它的工作原理基于测量信号的传播时间和使用三角测量原理来计算位置。
通过使用技术手段来增强信号的接收和抗干扰能力，GPS天线可以提供精确的定位和导航功能。
gps接收天线 用途
gps接收天线用途GPS接收天线的用途导语：GPS（全球定位系统）接收天线是一种用于接收和解码卫星信号的设备，它在现代社会中具有广泛的用途。
本文将介绍GPS接收天线的几个主要应用领域。
一、导航和定位GPS接收天线最常见的用途是导航和定位。
通过接收卫星发射的信号，GPS接收天线可以计算出接收器的精确位置，帮助人们在陌生的地方找到正确的方向。
在汽车导航系统中，GPS接收天线被广泛应用，使驾驶员能够在陌生的道路上准确导航。
此外，GPS接收天线还被用于航空、航海和军事领域，帮助飞行员和船员准确定位并导航。
二、时间同步GPS接收天线还可以用于时间同步。
由于GPS卫星上的原子钟非常精确，接收天线可以通过接收卫星信号来同步时间。
这对于金融交易、电信网络和科学实验等领域非常重要，因为精确的时间同步可以确保各种系统的正常运行。
三、地质勘探GPS接收天线在地质勘探中也扮演着重要的角色。
地质勘探人员可以使用GPS接收天线来测量地壳运动、地震活动和地质构造。
这些数据对于研究地球内部结构、预测地震和寻找矿产资源非常重要。
四、农业和渔业在农业和渔业领域，GPS接收天线被广泛应用于精确的农作物管理和渔船定位。
农民可以使用GPS接收天线来测量土壤湿度、温度和肥料分布情况，从而更好地管理农作物的生长。
渔民可以使用GPS 接收天线来定位自己的船只，找到最佳的捕鱼区域，提高渔业生产效率。
五、运动和健身GPS接收天线也被广泛应用于运动和健身领域。
许多跑步手表和健身追踪器都配备了GPS接收天线，可以跟踪用户的运动轨迹和距离，并提供实时的运动数据。
这对于跑步、骑行和其他户外运动爱好者来说非常有用，可以帮助他们监控自己的运动状况和进步。
结语：GPS接收天线在导航和定位、时间同步、地质勘探、农业和渔业、运动和健身等领域都发挥着重要作用。
随着技术的不断发展，我们相信GPS接收天线的用途还将不断扩展，为人们的生活带来更多便利和创新。
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GPS天线概述
GPS就是通过接受卫星信号，进行定位或者导航的终端。
而接受信号就必须用到天线。
GPS卫星信号分为L1和L2，频率分别为1575.42MHZ和1228MHZ，其中L1为开放的民用信号，信号为圆形极化。
信号强度为166-DBM左右，属于比较弱的信号。
这些特点决定了要为GPS信号的接受准备专门的天线。
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。
以目前的技术，垂直极化的效果比不上圆形极化。
因此除了特殊情况，一般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、PA TCH，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。
GPS天线的性能
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。