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GPS天线介绍(二)平板天线与四柱螺旋天线的区别-环天世纪/HTGNSS

2016-04-30 12:10:14 环天世纪HTGNSS 阅读

 

平板式天线(Patch Antenna
平板式天线由于其耐用性和相对容易制作,所以成了应用最为普遍的一类天线。其形状可以是圆的也可以方的或长方的,如同一块敷铜的印刷电路板。由于天线可以做得很小,因此适合手持等多种应用。
GPS天线的一个主要特性,是其增益图形,即方向性。利用天线的方向性可以提高其抗干和抗多径效应能力。在普通的导航应用中,人们希望用全向天线,至少能接收天线地平以上五度视野内所有天空中的可见卫星信号,但是平板式天线在卫星于天线正上方时,讯号增益才是最大,这就有两个问题:
1、平板天线的接收范围在接收面水平线上方,天线接收面要面向天空,这对于手持以及车载都会带来麻烦,所以我们可以看到可调角度的天线越来越多,就是因为平板式天线这种特性,使得厂家为了接收器有更好的收讯效果才想出来的设计方法。

2、虽然GPS天线正上方的卫星信号比较好,比较容易锁定,但其实正上方的卫星是最没用的,如果没有低角度的卫星,误差会相对较高,精度将会很差。所以基于这些缺点,GPS接收器上也开始使用四柱螺旋式天线。


四柱螺旋式天线(Quadrifilar Helix Antenna
四柱螺旋式天线由四条特定弯曲的金属线条所组成,不需要任何接地,它具备有Zapper天线的特性,也具备垂直天线的特性。此种巧妙的结构,使天线任何方向都有3dB的增益,增加了卫星讯号接收的时间。四柱螺旋式天线拥有全面向360度的接收能力,因此在与PDA结合时,无论PDA的摆放位置如何,四柱螺旋式天线皆能收到信号,有别于使用平板GPS天线需要平放才能较好的接收效果。使用此种天线,当卫星出现于地平面上10度时,即可收到卫星所传送的讯号。
但是如果地面接收站附近干扰源较多,则不适用四柱螺旋式天线,因为四柱螺旋式天线具备有水平方向的增益,会将噪声一起放大,反而干扰了卫星讯号的接收。但是科技在进步,现在所生产的四柱螺旋式天线能突破多项传统天线的限制。天线是以陶瓷制成,Near-Field极小,约仅有3~5mm,而有些传统天线的Near-Field甚至高达1m。Near-Field愈小,则使用者手持GPS装置时,人体愈不会造成干扰。现在的四柱螺旋式天线的特点还包括完整的巴伦电路(Balun)设计,此设计能隔离天线周边的噪声,因此能容许各种功能的天线并存于极小的空间中而不会互相干扰。对于整合功能日趋多元,且强调轻薄短小的手持式电子产品而言,此特性的重要性不可言喻。

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