目前GPS天线在农业、航空、环境、海运、公共安全和灾难救援、铁路、空间、勘测与绘图等领域中发挥着很重要的作用;有些朋友不知道GPS天线的特性是什么?它不但定位精度高、收星速度快;而且又可分为有源和无源,那么这两者有什么区别呢?
无源GPS天线:使用无源GPS天线时,由于只有一个陶瓷片接收天空的卫星信号,直接连接到模块的RF-IN脚,这种联接方式结构简单,而且标准的25*25*4的陶瓷片成本低廉,技术成熟,占空体积小,适合于强调紧凑型空间GPS导航产品,蓝牙GPS,手机GPS及其他小型GPS消费类产品。
这种天线的布局是从天线的引脚直达模块的RF-IN脚,这根导线需要进行50欧阻抗匹配,而且在天线附近不能有电磁干扰,对PCB的设计及整机的EMI设计要求较高,但如果设计得优良的无源天线GPS产品同样有非常好的表现效果,而且耗电方式省。
有源GPS天线:通常对于设备或车载机而言,由于设备与GPS接收模块之前往往有距离,考虑到安装的便利性可能会有超过1米的距离,在这种情况下我们只能选择有源GPS天线,由于天线长度的信号衰减需要进行补偿,一般有两级低噪声放大器(LNA)进行天线前端信号放大,放大后的信号经电缆输出,电缆同步提供LNA所需要的直流电压。
由于天线收到的信号在有源天线接受头内完成信号接受与天线放大,并且远离GPS设备或其他电器设备,干扰源最小,而且安装位置由于天线距离延长安装位置可以选择非常理想的环境,所以实际使用时往往感觉信号较强。
常见的GPS天线都是方形其收星信号,是靠表面的银层和陶瓷体产生共振。而方形天线的缺点在于,天线面必须朝向天空,它的信号才会好。
而像四臂螺旋天线(GPS全向天线),其天线是圆柱型,收星的方式不同,它可以360度来收星,这是其好处!方形天线和全向天线的信号差不多(3db)。
因天线面是银层,其抗氧化能力非常弱(手汗,雨水,湿气…)这些都会对天线的表面产生氧化。时间久了,银层看起来就没有那么亮,会产生类似铁锈一样的颜色,这种天线对于收星的信号会产生影响(GPS天线的频点是:1575.42),会产生频率偏差(频率偏高或是偏低),从而造成收星颗数少,信号不够强,扩多径能力差(多径指:玻璃反射的信号,树叶反射的信号,水面反射的信号…)因GPS是直接接收天上的24颗卫星来工作的,GPS接收到多径信号越多,其漂移范围会越大!
所以如果产品结构允许的情况下,建议天线加一个外壳,最好防水。如: 这样所产生的好外是,防氧化,抗干扰EMC(导线干扰或是福射干扰)所以一般的四轴类航模,都是把GPS天线放在最上面,高于其它所有电子器件!
另外关于GPS天线有源与无源的区别:所谓无源天线,就是一个陶瓷体,没有电路放大部分;有源天线,就是陶瓷体加1级或2级放大。无源天线的信号在3db,有源天线的信号在18db(1级放大)左右。天线的信号并不能决定整个产品的好坏,还需要看GPS天线与GPS模块之间的匹配。无源天线+GPS模块,电路部分做2级放大,信号达到28db,这个效果就会很好。有源天线18db+GPS模块,电路部分做1级放大,信号也差不多在28db,这样效果一样的! 所以并不是说一定要有源天线效果才会好。
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