Характеристики GPS-антенны
На характеристики GPS-антенны в первую очередь влияют следующие факторы:
1. Керамический лист: качество керамического порошка и процесс спекания напрямую влияют на его характеристики. Обычно доступные на рынке керамические чипы имеют такие размеры, как 25x25, 18x18, 15x15 и 12x12 мм. Большая площадь керамического листа приводит к более высокой диэлектрической проницаемости, резонансной частоте и улучшению приема. Керамические чипы преимущественно имеют квадратную форму, чтобы обеспечить почти одинаковый резонанс в направлениях XY, тем самым обеспечивая равномерный прием спутникового сигнала.
2. Серебряное покрытие. Серебряное покрытие на керамической поверхности антенны может влиять на резонансную частоту антенны. В идеале частота керамического чипа GPS должна точно соответствовать 1575,42 МГц; однако эта частота очень чувствительна к факторам окружающей среды, особенно при интеграции в устройство. Для поддержания частоты 1575,42 МГц может потребоваться корректировка формы серебряного покрытия. Следовательно, производители GPS-устройств должны тесно сотрудничать с поставщиками антенн и предоставлять полные образцы устройств для целей тестирования.
3. Точка подачи: керамическая антенна принимает резонансные сигналы через точку подачи и передает их на серверную часть. Из-за требования согласования положительного реактивного сопротивления антенны точка питания обычно не центрирована, а слегка смещена в направлениях XY. Этот метод согласования импеданса прост и экономически эффективен. Антенна со смещением по одной оси называется антенной с односторонним смещением, а антенна со смещением по обеим осям называется антенной с двойным смещением.
4. Схема усиления. Форма и площадь печатной платы, поддерживающей керамическую антенну, имеют решающее значение. Учитывая характеристики сигналов GPS, отражающихся от земли, непрерывная плоскость земли размером 7 x 7 см оптимизирует работу патч-антенны. Несмотря на ограничения, налагаемые структурной эстетикой и другими факторами, рекомендуется поддерживать прочную и однородную форму заземления. Коэффициент усиления схемы усилителя должен быть совместим с коэффициентом усиления внутреннего малошумящего усилителя (LNA). Например, чипсет GSC3F от SiRF предусматривает, что общий коэффициент усиления перед подачей сигнала не должен превышать 29 дБ, чтобы предотвратить насыщение сигнала и самовозбуждение.
Четыре ключевых параметра определяют GPS-антенны: усиление, коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН), коэффициент шума и коэффициент осевого усиления. Примечательно, что осевое соотношение является критическим показателем для оценки направленной устойчивости усиления сигнала во всем устройстве. Поскольку спутники случайным образом распределены по полусферическому небу, важно обеспечить сопоставимую чувствительность антенны во всех направлениях. На осевое соотношение влияют характеристики антенны, физическая структура, внутренняя схема и электромагнитные помехи (EMI).
