高精度定位天线 |
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GPS接收器性能的优良性很大程度上受到天线技术影响,GPS天线有四个重要参数:增益(Gain)、驻波(VSWR)、噪声系数(Noisefigure)、轴比(Axialratio)。其中特别强调轴比,它是衡量整机对不同方向的信号增益差异性的重要指标。由于卫星是随机分布在半球天空上,所以保证天线在各个方向均有相近的敏感度是非常重要的。轴比受到天线性能、外观结构、整机内部电路及EMI等影响。 而RTK高精度定位技术对天线技术更是影响颇深; 我们通常的GPS定位精度会因大气层、多径信号、GPS卫星钟差、GPS卫星轨道差等干扰,使得定位精准度不高; 中文名 RTK高精度定位天线选型 应用技术 载波相位差分技术 应用于 高精度定位模块嵌入式开发 RTK技术简介RTK(Real - time kinematic,实时动态)载波相位差分技术;而RTK技术是通过微波发射装置实时处理两个或两个以上测量站载波相位观测量的差分方法,将基准站采集的载波相位发给用户接收机,进行求差解算坐标。这是一种新的常用的GPS测量方法,以前的静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度,而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法,它采用了载波相位动态实时差分方法,是GPS应用的重大里程碑,它的出现为工程放样、地形测图,各种控制测量带来了新曙光,极大地提高了外业作业效率。 高精度定位(RTK)载波相位差分技术,是目前实现实时高精度定位最为有效的一种方式; 而RTK天线直接影响高精度定位的速度和准确性; 常规GPS天线介绍常规的GPS天线主要有内置和外置两种,一般GPS定位模组推荐的内置陶瓷天线(无源)应用较多,优势是体积小,可集成在PCB板上,成本低的特点;这种天线需要做一定的匹配,要考虑电磁干扰问题,对电路设计要求较高;而在高精度定位的应用,更是需要考虑安装位置、角度以及增益(Gain)、驻波(VSWR)、噪声系数(Noisefigure)、轴比因素的要求; RTK天线选型对于RTK高精度定位天线的选型,一般芯片模组原厂会推荐匹配的外置天线,比如普玄物联的F20P亚米级高精度模组建议使用的RTK螺旋棒状天线;中海达RTK高精度测绘仪使用的双频螺旋天线天线等都使用外置天线; 棒状外置天线一般分为1/4波长单极棒状天线、半波长双极棒状天线、螺旋棒状天线三种;棒状天线是一种应用相当广泛的水平平面全向天线,形态为垂直杆状天线,长度一般为1/4或1/2波长;为了增大棒状天线的有效高度,可在棒状天线的顶端加一些辐状叶片或在棒状天线的的中端加电感; PCB天线设计注意事项:1、RF模块附近避免安置一些零散的非屏蔽元件 2、不要设计较长的FPC 3、RF布线时多运用铺地隔离,走线多运用圆弧 4、PCB边缘打地墙 5、一些金属元件尽量接地,同时设计好RF地 6、RF走线的阻抗应控制为50欧姆,同时走线应该尽可能短 推荐的天线规格图1:有源天线参考电路 C1、R1 和C2 组成建议预留的匹配电路,以用于天线阻抗的调节。默认C1,C2 缺省不贴,只贴0 欧姆R1 电阻。 外部有源天线是由GNSS_VCC 供电,电压范围从2.7V 至3.6V,典型值为3.3V。如果电压不满足有源天线的供电要求,应采用外部LDO 供电。 电感L1 起到RF 信号阻塞作用,可将RF 信号与GNSS_VCC 隔离,建议L1 的值不小于47nH。R2可以在有源天线对地短路时起到保护作用。 无源天线的参考电路:图2:无源天线参考电路 C1、R1 和C2 组成建议预留的匹配电路,以用于天线阻抗的调节。其中C1,C2 缺省不贴,只贴0 欧姆R1 电阻。RF 走线的阻抗应控制在50 欧姆左右,且走线越短越好。 |
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