Was ist eine GPS-Antenne?

Kennen Sie GPS-Antennen? Das folgende NiceRF vermittelt Ihnen das relevante Wissen. Die GPS-Antenne  ist unterteilt in vertikale Polarisation und zirkulare Polarisation, eingebaute und externe Antennen aufgrund der Art der Platzierung sowie aktive und passive Antennen hinsichtlich der Stromversorgung.

Was ist eine GPS-Antenne?

GPS ist ein Terminal, das Satellitensignale zur Positionsbestimmung oder Navigation empfängt. Die Antenne ist für den Empfang von Signalen notwendig. Das GPS-Satellitensignal ist in L1 und L2 mit einer Frequenz von 1575,42 MHz und 1228 MHz unterteilt, wobei L1 ein offenes ziviles Signal mit zirkularer Polarisation ist. Die Signalstärke beträgt etwa -166 dBM, was ein schwaches Signal ist. Diese Eigenschaften bestimmen die spezielle Antenne zum Empfang des GPS-Signals.

GPS-Antennenfunktion

1. Die GPS-Antenne wird zum Erfassen von Satelliten und zum Empfangen von Satellitenpositionierungsinformationen verwendet, d. h. zur Strahlung und zum Empfang elektromagnetischer Wellen. Jeder Hochfrequenzschaltkreis kann, solange er nicht vollständig abgeschirmt ist, mehr oder weniger elektromagnetische Wellen in den umgebenden Raum abstrahlen oder mehr oder weniger elektromagnetische Wellen aus dem umgebenden Raum empfangen. Je nach GPS-Antenne kann man sie in Flachantennen und Spiralantennen unterteilen. Die Spiralantenne verfügt über eine stärkere Sternsuchfähigkeit.

2. Wandeln Sie die elektromagnetische Wellenenergie des Funksignals vom Satelliten in den Strom der elektronischen Geräte des Empfängers um, also die Energieumwandlung. Da sich das Gerät bei dedizierter Ausrüstung oder Fahrzeugausrüstung häufig in einem bestimmten Abstand vor der Ausrüstung und dem GPS-Empfangsmodul befindet, kann in der realen Umgebung ein Zusammenbruch von mehr als 1 Meter verwendet werden. In diesem Fall GPSEine aktive Antenne ist aufgrund des Signalverlusts der Zuleitung besser.

(GPS-Aktivantenne AGPS25A-60C)

GPS-Antennenstruktur

Derzeit sind die meisten GPS-Antennen rechtsdrehend polarisierte Keramikmedien und ihre Komponenten sind: Keramikantenne, rauscharmes Signalmodul, HF-Kabel und Hochfrequenzstecker.

Unter diesen sind Keramikantennen passive Antennen, die die Kerntechnologie der GPS-Antenne darstellen. Die Signalaufnahmekapazität einer GPS-Antenne wird hauptsächlich durch die Inhaltsstoffe des Keramikteils bestimmt.

Rauscharme Signalblöcke, auch LNA-Low-Noise-Verstärker genannt, sind Teil der Signalverstärkung und -filterung. Auch die Auswahl der Komponenten ist sehr wichtig, da sonst der Reflexionsverlust des GPS-Signals zunimmt und das Rauschen zu groß wird.

Bei der Auswahl von HF-Mikrowellenkabeln sollte auch die Reduzierung der Reflexion als Standard verwendet werden, um die Impedanzanpassung sicherzustellen.

Leistung der GPS-Antenne

Die wichtigsten Aspekte, die die Leistung der GPS-Antenne beeinflussen:

1. Keramik: Die Qualität des Keramikpulvers und der Sinterprozess wirken sich direkt auf seine Leistung aus. Die aktuellen Keramiken auf dem Markt sind hauptsächlich 25X25, 18X18, 15X15, 12X12. Je größer die Keramikfläche, desto größer die Dielektrizitätskonstante, desto höher die Resonanzfrequenz und desto besser der Akzeptanzeffekt. Die meisten Keramikplatten haben ein quadratisches Design, um sicherzustellen, dass die Resonanz in XY-Richtung grundsätzlich gleich ist und der Effekt einer gleichmäßigen Sternsammlung erzielt wird.

2. Silberschicht: Eine Silberschicht auf der Keramikantennenoberfläche kann die Resonanzfrequenz der Antenne beeinflussen. Der ideale GPS-Keramikfrequenzpunkt ist auf 1575,42 MHz genau, der Antennenfrequenzpunkt ist jedoch sehr anfällig für die Umgebung. Speziell in der gesamten Maschine montiert, muss es durch Anpassen der Form der silbernen Oberflächenbeschichtung angepasst werden, um die Frequenzpunkte wieder auf 1575,42 MHz einzustellen. Wesentlich: Beim Kauf einer Antenne muss die GPS-Gesamtmaschine daher mit dem Antennenhersteller zusammenarbeiten, um das Muster der gesamten Maschine zum Testen bereitzustellen.

3. Keramikantennen, um die Resonanzsignale zu erfassen und an das Backend zu senden. Aufgrund der Anpassung des Antennen-Yang-Widerstands liegt der Punkt im Allgemeinen nicht in der Mitte der Antenne, sondern eine geringfügige Verschiebung in XY-Richtung. Solche Methoden zur Impedanzanpassung sind einfach und erhöhen die Kosten nicht. Eine Bewegung nur in einer Achsenrichtung wird als Single-Bias-Antenne bezeichnet, und die Bewegung beider Achsen wird als Dual-Bias bezeichnet.

4. Verstärkungsschaltung: PCB-Form und Fläche der Keramikantenne. Da GPS die Eigenschaften einer Bodenberührung aufweist, kann die Effektivität der Patch-Antenne extrem ausgenutzt werden, wenn der Hintergrund 7 cm x 7 cm großes, ununterbrochenes Land ist. Versuchen Sie, eine einigermaßen einheitliche Form beizubehalten, auch wenn dies durch Faktoren wie die Struktur des Erscheinungsbilds eingeschränkt wird. Die Wahl der Verstärkung der Verstärkerschaltung muss mit der Back-End-LNA-Verstärkung übereinstimmen. Der GSC3F von SIRF verlangt, dass die Gesamtverstärkung vor dem Signaleingang 29 dB nicht überschreiten darf, sonst ist das Signal vollständig gesättigt.

Es gibt vier wichtige Parameter der GPS-Antenne: Verstärkung, VSWR, Rauschfaktor und Axialverhältnis. Darunter wird besonders das Achsenverhältnis hervorgehoben, das ein wichtiger Indikator zur Messung der Differenz der Signalverstärkung in verschiedenen Richtungen ist. Da Satelliten zufällig am Himmelshalbkugel verteilt sind, ist es sehr wichtig sicherzustellen, dass die Antenne in alle Richtungen ähnlich ist. Das Achsenverhältnis wird durch die Antennenleistung, die äußere Struktur, den internen Schaltkreis der gesamten Maschine und EMI usw. beeinflusst.

Empfehlung einer GPS-Antenne