市场上使用最广泛的陶瓷贴片天线概述

作为GPS设备中最重要的接收设备，天线的作用就像人的“耳朵”. 它将卫星发送的电磁波能量转换为电子设备可以分辨的电流. 因此，天线的性能直接关系到GPS机器的产品性能.

目前，基于GPS的民用定位系统主要是美国GPS L1频段手机gps 陶瓷天线，中心频率为1574.42MHz. GLONASS L1频段，中心频率为1602.5625MHz；中国北斗B1频段的1561.098MHz等. 调试GPS天线时，小型陶瓷天线通常只能与2个频段兼容（通用软件也选择2个频段）. 它不能同时与3个频段兼容. 这要求我们在调试时确认客户需求；确认使用单个GPS还是北斗；或结合使用GPS +北斗，GPS + GLONASS等. 调试时需要重点关注，因此性能可以达到最佳.

GPS天线的类型: 根据安装方式分为外置天线和内置天线. 有源天线和无源天线的供电方式；垂直极化和圆极化的极化方法.

以下是市场上使用最广泛的陶瓷贴片天线的简要介绍:

I. 陶瓷PATCH天线

1. 陶瓷片:

陶瓷粉的质量和烧结过程直接影响其性能. 当前市场上的陶瓷芯片主要是2525、1818、1515、1212、9 * 9. 陶瓷片的面积越大，介电常数越大，谐振频率越高，接收效果越好;陶瓷片的厚度也会对天线的性能产生很大影响. 如果空间允许，建议选择4mm的厚度.

2. 银色层:

陶瓷天线表面的银层会影响天线谐振频率. 理想的GPS陶瓷芯片频率精确地落在1575.42MHz，但是天线频率非常容易受到周围环境的影响. 特别是当将其安装在整机中时，必须调整镀银的频率以将其调整为1575.42MHz. . 因此，GPS天线制造商购买天线时，必须与天线制造商合作并提供样品进行测试.

3. 进料点:

陶瓷天线通过馈电点收集谐振信号，并将其发送到后端. 由于天线的阻抗匹配，馈电点通常不在天线的中心，并且大多数呈单偏置或双偏置的形式.

第二，关于在我们的产品上使用无源天线的建议

1. 我们的GPS模块具有内置的GPS LNA，增益为18 dBm. 您可以将陶瓷电介质的无源天线直接焊接到模块的GPS_ANT PIN引脚. 放置产品时，将GPS陶瓷天线向上放置；可以将模块放置在PCB的另一侧. 这样，从GPS_ANT PIN到天线焊盘的走线就可以尽可能短.

2. 匹配电路；如果天线焊盘非常靠近模块的GPS_ANT PIN，则不需要匹配电路. 如果由于结构等其他原因，GPS天线距离模块GPS_ANT PIN较远，建议保留pi匹配电路. GPS_ANT PIN模块和GPS天线焊盘之间的接线必须通过50欧姆特性阻抗控制；如果是多层板，建议将阻抗导线布线到L1层，并参考L3接地将L2层挖空. 2层板的布线宽度可以参考GSM天线部分的布线宽度.

3. 请勿将电线敷设在天线下方，也不要做铜泄漏处理以作为天线的反射面；参见下图:

4. 天线周围不应有干扰源，尤其是DCDC和其他设备；此的金属设备不应高于GPS天线: 如下所示:

三个有源天线

1. 有源天线的结构和物理对象，请参见下图:

红框中的GPS有源天线的组件是: 陶瓷天线手机gps 陶瓷天线，SAW滤波器，低噪声放大器电路，RF电缆和RF连接器. 低噪声放大器电路是对信号进行放大和滤波的部分.

2. PCB尺寸对天线性能的影响:

承载陶瓷天线的PCB的形状和面积. 由于GPS的回弹特性，当背景为7cm×7cm的不间断地面时，可以使贴片天线的效率最大化. 尽管它受到外观和结构等因素的限制，但应尝试保持较大的面积和均匀的形状. 另外，放大器电路的增益选择必须与后端LNA增益匹配；通常不建议有源天线增益超过29dBm，否则信号过饱和会引起自激.

3. 内部和外部天线兼容性以及电源处理；

参考电路是Air800模块的开发板M4. R5和R6是与PAD兼容的设计，旨在与陶瓷PATCH天线和有源天线兼容. L6和C38是有源天线电源滤波电路. 原理图部分；如下所示.

4. GPS模块使用外部天线时的电源处理. PCB部分；如下所示:

在上图中，R5和R6是通用的PAD兼容有源天线设计. R5附着在无源陶瓷天线垫上； R6连接到有源天线的RF连接器上； L6和C38是有源天线电源电路的滤波器.

第四，GPS天线选择建议

1. 当终端结构空间允许时，可以均匀保证GPS天线朝上安装和使用；当周围没有大的金属物体时，建议在空间允许的情况下使用GPS陶瓷天线. 大尺寸陶瓷天线.

2. 当无法保证终端使用状态且空间有限时: 例如手机，具有定位功能的徽章；推荐使用FPC天线

3. 显然，终端安装环境恶劣，对GPS性能要求很高；建议使用GPS有源天线

4. 当无法保证产品的安装和使用状态，但空间不受限制时，您也可以选择类似于GSM的外部杆状天线.

第五，寻找天线制造商调试陶瓷PATCH天线时，对天线制造商的要求

1，VSWR: 一般将GPS天线电压驻波比调整为1.5左右

2，效率: 效率通常大约需要40％

3，平均增益: 平均增益要求为-0.5dB

4. OTA: 大多数一般的天线工厂都没有GPS天线OTA测试环境. 调试天线后，可以通过实际测试数据进行测量；一般来说，我们的GPS实际测量要求是: 可以用于定位6颗以上的卫星，最强的信号约为45 dB / Hz，并且必须有3颗大于40 dB / Hz的卫星信号.

六. GPS天线测试报告（参考）

1，天线回波损耗和史密斯圆图:

2. 实时验证:

大多数天线制造商没有GPS天线OTA性能测试环境，其中大多数是实时网络测试. 如果条件允许，可以进行更多的路试.

测试环境: 公司的屋顶；天线向上放置

测试方向: 事物

测试方向: 南北

测试方向: 西东

测试方向: 南北

七，GPS天线制造商选择

可生产GPS陶瓷天线的国内制造商主要是爱夫电子通信，嘉兴嘉利电子，嘉邦电子，嘉康电子等制造商. 但是，大多数天线工厂可以完成GPS天线的调试，但是在生产过程中会将它们外包给具有独立陶瓷粉配方和烧制工艺的其他制造商.

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