GPS就是通過接受衛(wèi)星信號，進行定位或者導(dǎo)航的終端。而接受信號就必須用到天線。GPS衛(wèi)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-166DBM左右，屬于比較弱的信號。這些特點決定了要為GPS信號的接受準備專門的天線。

　　

　　構(gòu)造

　　

　　絕大部分GPS天線為右旋極化陶瓷介質(zhì)，其組成部分為：陶瓷天線、低噪音信號模塊、線纜、接頭。

　　

　　其中陶瓷天線也叫無源天線、介質(zhì)天線、PATCH，它是GPS天線的核心技術(shù)所在。一個GPS天線的信號接受能力，大部分取決與其陶瓷部分的成分配料如何。

　　

　　低噪聲信號模塊也稱為LNA，是將信號進行放大和濾波的部分。其元器件選擇也很重要，否則會加大GPS信號的反射損耗，以及造成噪音過大。

　　

　　線纜的選擇也要以降低反射為標準，保證阻抗的匹配。

　　

　　影響GPS天線性能的主要是以下幾個方面

　　

　　1、陶瓷片：陶瓷粉末的好壞以及燒結(jié)工藝直接影響它的性能?，F(xiàn)市面使用的陶瓷片主要是25×25、18×18、15×15、12×12。陶瓷片面積越大，介電常數(shù)越大，其共振頻率越高，接受效果越好。陶瓷片大多是正方形設(shè)計，是為了保證在XY方向上共振基本一致，從而達到均勻收星的效果。

　　

　　2、銀層：陶瓷天線表面銀層可以影響天線共振頻率。理想的GPS陶瓷片頻點準確落在1575.42MHz，但天線頻點非常容易受到周邊環(huán)境影響，特別是裝配在整機內(nèi)，必須通過調(diào)整銀面涂層外形，來調(diào)節(jié)頻點重新保持在1575.42MHz。因此GPS整機廠家在采購天線時一定要配合天線廠家，提供整機樣品進行測試。

　　

　　3、饋點：陶瓷天線通過饋點收集共振信號并發(fā)送至后端。由于天線阻抗匹配的原因，饋點一般不是在天線的正中央，而是在XY方向上做微小調(diào)整。這樣的阻抗匹配方法簡單而且沒有增加成本。僅在單軸方向上移動稱為單偏天線，在兩軸均做移動稱為雙偏。

　　

　　4、放大電路：承載陶瓷天線的PCB形狀及面積。由于GPS有觸地反彈的特性，當背景是7cm×7cm無間斷大地時，patch天線的效能可以發(fā)揮到極致。雖然受外觀結(jié)構(gòu)等因素制約，但盡量保持相當?shù)拿娣e且形狀均勻。放大電路增益的選擇必須配合后端LNA增益。Sirf的GSC3F要求信號輸入前總增益不得超過29dB，否則信號過飽和會產(chǎn)生自激。

　　

　　GPS天線有四個重要參數(shù)：增益(Gain)、駐波(VSWR)、噪聲系數(shù)(Noisefigure)、軸比(Axialratio)。其中特別強調(diào)軸比，它是衡量整機對不同方向的信號增益差異性的重要指標。由于衛(wèi)星是隨機分布在半球天空上，所以保證天線在各個方向均有相近的敏感度是非常重要的。軸比受到天線性能、外觀結(jié)構(gòu)、整機內(nèi)部電路及EMI等影響。