浅谈无人机上GPS模块的天线

更新时间:2020-11-13 16:34:14点击次数:1501次
GPS就是通过接受卫星信号,进行定位或者导航的终端。而接收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-166dBW左右,属于比较弱的信号。这些特点决定了要为GPS信号的接收准备专门的天线。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。
GPS就是通过接受卫星信号,进行定位或者导航的终端。而接收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-166dBW左右,属于比较弱的信号。这些特点决定了要为GPS信号的接收准备专门的天线。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。
接收天线是GPS接收机处理卫星信号的首个器件,将接收到的GPS卫星发射的电磁波信号转变成电压或电流信号,以使接收机的射频前端进行处理。卫星的天线具有一定的指向功能,也即原本散发到各个方向上的信号功率被集中起来朝向地球发射,这种指向也称为增益。天线的越大,增益越高。
GPS接收机天线有不同构造类型,比如,单极,偶极,螺旋,微带和扼流线圈等。贴片天线属于微带天线的一种。
1、从极化方式上GPS模块天线分为垂直极化和圆形极化。以现有的技术来看,在性能上,圆形极化的效果更好。因此除了特殊情况,GPS模块天线都会采用圆形极化!
2、从安装放置方式上GPS模块天线分为内置天线和外置天线。目前的GPS模块逐渐小型化,集成化,所以GPS模块天线多采用内置安装和放置 。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。
3、从供电方式上来看,GPS模块天线内置天线又分有源和无源天线。
无源天线不含低噪声放大器,也不需要电源,但是由于未经放大的GPS信号强度较弱,从无源天线到接收机的电缆长度一般不超过1m。 如图是GPS模块与天线一体化的无源天线:
(1)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.
(2)陶瓷片:陶瓷粉末的好坏和烧结工艺直接影响它的性能,陶瓷片的面积越大,共振的频率越高。
有源天线: 一般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。


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