GPS接收器性能的優(yōu)良性很大程度上受到天線技術(shù)影響,GPS天線有四個(gè)重要參數(shù):增益(Gain)映砖、駐波(VSWR)练般、噪聲系數(shù)(Noisefigure)、軸比(Axialratio)禾蚕。其中特別強(qiáng)調(diào)軸比,它是衡量整機(jī)對(duì)不同方向的信號(hào)增益差異性的重要指標(biāo)狂丝。由于衛(wèi)星是隨機(jī)分布在半球天空上换淆,所以保證天線在各個(gè)方向均有相近的敏感度是非常重要的。軸比受到天線性能几颜、外觀結(jié)構(gòu)倍试、整機(jī)內(nèi)部電路及EMI等影響。
而RTK高精度定位技術(shù)對(duì)天線技術(shù)更是影響頗深蛋哭;
我們通常的GPS定位精度會(huì)因大氣層县习、多徑信號(hào)、GPS衛(wèi)星鐘差谆趾、GPS衛(wèi)星軌道差等干擾躁愿,使得定位精準(zhǔn)度不高;
中文名
RTK高精度定位天線選型
應(yīng)用技術(shù)
載波相位差分技術(shù)
應(yīng)用于
高精度定位模塊嵌入式開發(fā)
RTK技術(shù)簡(jiǎn)介
RTK(Real - time kinematic沪蓬,實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài))載波相位差分技術(shù)彤钟;而RTK技術(shù)是通過微波發(fā)射裝置實(shí)時(shí)處理兩個(gè)或兩個(gè)以上測(cè)量站載波相位觀測(cè)量的差分方法,將基準(zhǔn)站采集的載波相位發(fā)給用戶接收機(jī)跷叉,進(jìn)行求差解算坐標(biāo)逸雹。這是一種新的常用的GPS測(cè)量方法,以前的靜態(tài)性芬、快速靜態(tài)、動(dòng)態(tài)測(cè)量都需要事后進(jìn)行解算才能獲得厘米級(jí)的精度剧防,而RTK是能夠在野外實(shí)時(shí)得到厘米級(jí)定位精度的測(cè)量方法植锉,它采用了載波相位動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)差分方法,是GPS應(yīng)用的重大里程碑峭拘,它的出現(xiàn)為工程放樣俊庇、地形測(cè)圖,各種控制測(cè)量帶來了新曙光鸡挠,極大地提高了外業(yè)作業(yè)效率辉饱。
高精度定位(RTK)載波相位差分技術(shù),是目前實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)高精度定位最為有效的一種方式拣展; 而RTK天線直接影響高精度定位的速度和準(zhǔn)確性彭沼;
常規(guī)GPS天線介紹
常規(guī)的GPS天線主要有內(nèi)置和外置兩種,一般GPS定位模組推薦的內(nèi)置陶瓷天線(無源)應(yīng)用較多备埃,優(yōu)勢(shì)是體積小姓惑,可集成在PCB板上褐奴,成本低的特點(diǎn);這種天線需要做一定的匹配于毙,要考慮電磁干擾問題敦冬,對(duì)電路設(shè)計(jì)要求較高;而在高精度定位的應(yīng)用唯沮,更是需要考慮安裝位置脖旱、角度以及增益(Gain)、駐波(VSWR)介蛉、噪聲系數(shù)(Noisefigure)萌庆、軸比因素的要求;
RTK天線選型
對(duì)于RTK高精度定位天線的選型甘耿,一般芯片模組原廠會(huì)推薦匹配的外置天線踊兜,比如普玄物聯(lián)的F20P亞米級(jí)高精度模組建議使用的RTK螺旋棒狀天線;中海達(dá)RTK高精度測(cè)繪儀使用的雙頻螺旋天線天線等都使用外置天線佳恬;
棒狀外置天線一般分為1/4波長(zhǎng)單極棒狀天線捏境、半波長(zhǎng)雙極棒狀天線、螺旋棒狀天線三種毁葱;棒狀天線是一種應(yīng)用相當(dāng)廣泛的水平平面全向天線垫言,形態(tài)為垂直桿狀天線,長(zhǎng)度一般為1/4或1/2波長(zhǎng)倾剿;為了增大棒狀天線的有效高度筷频,可在棒狀天線的頂端加一些輻狀葉片或在棒狀天線的的中端加電感;
PCB天線設(shè)計(jì)注意事項(xiàng):
1前痘、RF模塊附近避免安置一些零散的非屏蔽元件
2凛捏、不要設(shè)計(jì)較長(zhǎng)的FPC
3、RF布線時(shí)多運(yùn)用鋪地隔離芹缔,走線多運(yùn)用圓弧
4坯癣、PCB邊緣打地墻
5、一些金屬元件盡量接地最欠,同時(shí)設(shè)計(jì)好RF地
6示罗、RF走線的阻抗應(yīng)控制為50歐姆,同時(shí)走線應(yīng)該盡可能短
推薦的天線規(guī)格
天線參考電路圖
有源天線的參考電路:
圖1:有源天線參考電路
C1芝硬、R1和C2組成建議預(yù)留的匹配電路蚜点,以用于天線阻抗的調(diào)節(jié)。默認(rèn)C1拌阴,C2缺省不貼绍绘,只貼0歐姆R1電阻。
外部有源天線是由GNSS_VCC供電,電壓范圍從2.7V至3.6V脯倒,典型值為3.3V实辑。如果電壓不滿足有源天線的供電要求,應(yīng)采用外部LDO供電藻丢。
電感L1起到RF信號(hào)阻塞作用剪撬,可將RF信號(hào)與GNSS_VCC隔離,建議L1的值不小于47nH悠反。R2可以在有源天線對(duì)地短路時(shí)起到保護(hù)作用残黑。
無源天線的參考電路:
圖2:無源天線參考電路
C1、R1和C2組成建議預(yù)留的匹配電路斋否,以用于天線阻抗的調(diào)節(jié)梨水。其中C1,C2缺省不貼茵臭,只貼0歐姆R1電阻疫诽。RF走線的阻抗應(yīng)控制在50歐姆左右,且走線越短越好旦委。
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