GPS天線

GPS就是通過接受衛(wèi)星信號(hào)，進(jìn)行定位或者導(dǎo)航的終端。而接受信號(hào)就必須用到天線。GPS衛(wèi)星信號(hào)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(hào)，信號(hào)為圓形極化。信號(hào)強(qiáng)度為166-DBM左右，屬于比較弱的信號(hào)。這些特點(diǎn)決定了要為GPS信號(hào)的接受準(zhǔn)備專門的天線。

GPS 接收天線是時(shí)鐘系統(tǒng)信號(hào)接收部分的一個(gè)子部分，用于接收 GPS 衛(wèi)星信號(hào)。根據(jù)時(shí)鐘系統(tǒng)的要求，選用 ZYGPSDA-30 型。 ZYGPSDA-30 型 GPS 天線是專用 GPS 授時(shí)天線，具有精確相位中心，與其它微帶天線相比其先進(jìn)的電路設(shè)計(jì)可減弱多路徑效應(yīng)，優(yōu)秀的密封性能使其可以工作在惡劣的天氣環(huán)境中，防雨、防凍、防電擊。 ZYGPSDA-30 型 GPS 專用天線通過同軸電纜輸入電源和輸出 RF 射頻信號(hào)，天線內(nèi)含屏蔽濾波及兩極放大器，可減少因電纜長度引起的信號(hào)衰減及其它干擾源引入的干擾。

ZYGPSDA-30 型GPS專用天線的技術(shù)指標(biāo):

見下表

技術(shù)參數(shù)

數(shù)值或標(biāo)準(zhǔn)

高度

5,000 米

溫度

-40 ℃~ +85℃

直徑

11.4cm

重量

300 克

電源

72mW(4.5VDC at16mA)

增益

30dB

仰角

150

饋線長度

30 米

GPS天線的安裝及使用說明:

1 ) GPS 授時(shí)天線安裝時(shí)其信號(hào)接收面應(yīng)平行于地面，以達(dá)到最佳接收效果。同時(shí)應(yīng)考慮周邊環(huán)境適當(dāng)調(diào)整安裝的角度。

2 ) GPS 授時(shí)天線安裝時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離高壓線及強(qiáng)電場、磁場等干擾源。

3 )電纜線鋪設(shè)時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離高壓線，電源線，電話線等。

4 )電纜線長度多出時(shí)不要盤起，應(yīng)拉直，以免產(chǎn)生電磁場引致信號(hào)衰減。

5 )電纜線鋪設(shè)時(shí)不應(yīng)受力壓迫。

6 )天線的接頭不要帶電插拔，以免電路受損。

避雷裝置及接地措施

1概述:

由于 GPS/GNSS 天線安置于室外環(huán)境，為防止因饋線感應(yīng)雷擊沖擊過電壓而對(duì)接收設(shè)備造成損害，應(yīng)在天線饋線上加裝避雷裝置。根據(jù)時(shí)鐘系統(tǒng)的需求，選用法國索蘭 TC 系列高頻饋線防雷器。 TC 系列高頻饋線防雷器是為保護(hù)微波、衛(wèi)星接收器而設(shè)計(jì)的。對(duì) GPS/GNSS 天線分別選用法國索蘭 TC 系列高頻饋線避雷器的 TCN50C-130C 型。

基本電路圖 : 天線饋線避雷器接于設(shè)備饋線的輸入端(如圖所示) :

2 高頻饋線避雷器的技術(shù)指標(biāo)

用于GPS接收天線的TCN50C-130C型高頻饋線避雷器的技術(shù)指標(biāo):

見下表

技術(shù)參數(shù)

數(shù)值或標(biāo)準(zhǔn)

頻寬(MHz)

0-2000

阻抗(Ω)

50

最大放電電流

8/20us(KA)

20

接口標(biāo)準(zhǔn)

英制/公制

N/L16

功率(W)

<300

動(dòng)態(tài)殘壓

1KV/us(V)

<600

駐波比

SWR

≤1.2

插入損耗

≤-0.5dB

3高頻饋線避雷器的安裝及使用說明:

1 )天線饋線避雷器接于設(shè)備饋線的輸入端。

2 )電纜饋線的金屬外護(hù)層，在上部、下部和經(jīng)走線架進(jìn)機(jī)房入口處就近接地，在機(jī)房入口處的接地就近與地網(wǎng)引出的接地線連通。

3 )電纜饋線進(jìn)入機(jī)房后與通信設(shè)備連接處安裝饋線避雷器，以防來自天饋線引入的感應(yīng)雷。

4 )饋線避雷器接地端子就近引接到室外饋線入口處接地線上，選擇饋線避雷器時(shí)要考慮阻抗、衰耗、工作頻段等指標(biāo)與通信設(shè)備相匹配。

4 GPS天線的接地措施:

1 )為防止同軸電纜饋線進(jìn)入感應(yīng)雷，饋線避雷器接地端子應(yīng)就近引接到室外饋線入口處接地線上。

2 )接地引入線由地網(wǎng)中心部位就近引出與機(jī)房內(nèi)接地匯集線連通。

3 )機(jī)房的接地采用共同接地，即交流工作地、直流工作地、安全保護(hù)地和防雷接地共用一組接地裝置，接地裝置電阻不應(yīng)大于 1Ω 。

4 )機(jī)房內(nèi)的接地匯集線可安裝在地槽內(nèi)、墻面或走線架上，接地匯集線應(yīng)與建筑鋼筋保持絕緣。

時(shí)鐘系統(tǒng)防雷與接地

時(shí)鐘子系統(tǒng)的防雷主要是考慮外接GPS天線饋線的避雷措施，這部分請(qǐng)參考前面的描述。

對(duì)于一個(gè)時(shí)鐘系統(tǒng)(例如，電子設(shè)備或其分單元)而言，為防止外部電磁干擾影響電路正常工作，并防止內(nèi)部電路的電磁發(fā)射對(duì)外造成干擾影響，應(yīng)設(shè)置干擾感應(yīng)電流回流路徑，抑制電磁干擾。通常，干擾感應(yīng)電流回流路徑應(yīng)逐級(jí)設(shè)置，可區(qū)分成設(shè)備級(jí)干擾感應(yīng)電流回流路徑和分單元級(jí)干擾感應(yīng)電流回流路徑。設(shè)備級(jí)干擾感應(yīng)電流回流路徑與分單元級(jí)干擾感應(yīng)電流回流路徑之間的公共路徑部分應(yīng)盡可能減小，防止干擾感應(yīng)電流不按照預(yù)定路徑回流。

對(duì)于置于通信機(jī)械室內(nèi)的時(shí)鐘系統(tǒng)設(shè)備的金屬機(jī)架部件及分單元的所有外部金屬結(jié)構(gòu)部件，宜連接成一個(gè)電氣特性連續(xù)的整體-"機(jī)架地"，作為分單元外部干擾感應(yīng)電流回流路徑，以便干擾感應(yīng)電流可以順利地形成，來抑制外部空間以及各分單元之間的電磁干擾。各分單元外部金屬結(jié)構(gòu)部件與機(jī)架之間的電氣連接應(yīng)采用星型方式(習(xí)慣稱為單點(diǎn)接地方式)。

GPS天線的分類 ⒈從極化方式上GPS天線分為垂直極化和圓形極化。 以現(xiàn)在的技術(shù)，垂直極化的效果比不上圓形極化。因此除了特殊情況，GPS天線都會(huì)采用圓形極化和線性極化。 ⒉從放置方式上GPS天線分為內(nèi)置天線和外置天線。 天線的裝配位置也是十分重要。早期GPS手持機(jī)多采用外翻式天線，此時(shí)天線與整機(jī)內(nèi)部基本隔離，EMI幾乎不對(duì)其造成影響，收星效果很好。現(xiàn)在隨著小型化潮流，GPS天線多采用內(nèi)置。此時(shí)天線必須在所有金屬器件上方，殼內(nèi)須電鍍并良好接地，遠(yuǎn)離EMI干擾源，比如CPU，SDRAM，SD卡，晶振，DC/DC。 車載GPS的應(yīng)用會(huì)越來越普遍。而汽車的外殼，特別是汽車防爆膜會(huì)GPS信號(hào)產(chǎn)生嚴(yán)重的阻礙。一個(gè)帶磁鐵(能吸附到車頂)的外接天線對(duì)于車載GPS來說是非常有必要的。 3.從供電方面又分有源和無源。 外置式GPS為有源天線，比方達(dá)伽馬GPS外置式天線基本上就屬于有源天線。那無源天線就是不含LNA放大器，只是天線本體。