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      淺談無人機GPS模塊的天線
      2021-01-30
        GPS就是通過接受衛星信號,進行定位或者導航的終端。而接收信號就必須用到天線。GPS衛星信號分為L1和L2,頻率分別為1575.42MHZ和1228MHZ,其中L1為開放的民用信號,信號為圓形極化。信號強度為-166dBW左右,屬于比較弱的信號。這些特點決定了要為GPS信號的接收準備專門的天線。目前GPS天線在農業、航空、環境、海運、公共安全和災難救援、鐵路、空間、勘測與繪圖等領域中發揮著很重要的作用。

        接收天線是GPS接收機處理衛星信號的首個器件,將接收到的GPS衛星發射的電磁波信號轉變成電壓或電流信號,以使接收機的射頻前端進行處理。衛星的天線具有一定的指向功能,也即原本散發到各個方向上的信號功率被集中起來朝向地球發射,這種指向也稱為增益。天線的越大,增益越高。

        GPS接收機天線有不同構造類型,比如,單極,偶極,螺旋,微帶和扼流線圈等。貼片天線屬于微帶天線的一種。

        1、從極化方式上GPS模塊天線分為垂直極化和圓形極化。以現有的技術來看,在性能上,圓形極化的效果更好。因此除了特殊情況,GPS模塊天線都會采用圓形極化!

        2、從安裝放置方式上GPS模塊天線分為內置天線和外置天線。目前的GPS模塊逐漸小型化,集成化,所以GPS模塊天線多采用內置安裝和放置 。此時天線必須在所有金屬器件上方,殼內須電鍍并良好接地,遠離EMI干擾源,比如CPU,SDRAM,SD卡,晶振,DC/DC。

        3、從供電方式上來看,GPS模塊天線內置天線又分有源和無源天線。

        無源天線不含低噪聲放大器,也不需要電源,但是由于未經放大的GPS信號強度較弱,從無源天線到接收機的電纜長度一般不超過1m。 如圖是GPS模塊與天線一體化的無源天線:

        (1)銀層:陶瓷天線的表面銀層可以影響天線的共振頻率,理想的頻點是1574.42MHZ,在時間制作中可以調整銀面形狀來調頻點.

        (2)陶瓷片:陶瓷粉末的好壞和燒結工藝直接影響它的性能,陶瓷片的面積越大,共振的頻率越高。

        有源天線: 一般就是要供電的天線模塊,是由陶瓷天線、LNA(低噪聲信號模塊)、線纜、接頭組成、外加一個密封防水圈。

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