不同GNSS天線下的性能、CNR值與精度討論

時(shí)間：2021-12-07

本文從常見(jiàn)的GNSS天線出發(fā)，簡(jiǎn)單討論下單饋、雙饋和四饋以及不同尺寸下GNSS天線的特性以及所表現(xiàn)的載噪比值CNR、測(cè)試精度等。01無(wú)源天線類(lèi)型單饋天線通過(guò)單個(gè)饋電激勵(lì)產(chǎn)生正交模式形成圓較化，僅在其諧振頻率附近呈現(xiàn)圓較化特性。當(dāng)工作頻率偏離諧振頻率時(shí)，軸比會(huì)變差，呈現(xiàn)橢圓形。雙饋天線以及四饋天線是都是通過(guò)饋電點(diǎn)激勵(lì)等效形成各自取向的偶較子，當(dāng)每個(gè)偶較子依次相差90度時(shí)，能呈現(xiàn)寬帶圓較化。這較大地改善了對(duì)交叉較化（多路徑）信號(hào)的抑制，并因此提供比單饋電天線高得多的精度。 上圖給圖了雙饋圓較化天線的實(shí)現(xiàn)方式，通過(guò)混合電橋?qū)崿F(xiàn)90度相移。通過(guò)仿真軟件我們可以得到雙饋和四饋天線回波損耗的差異：四饋點(diǎn)天線S11變差。雙饋點(diǎn)和四饋點(diǎn)S11參數(shù)下表給出了不同尺寸微帶天線下的仿真增益表：我們通常用的25x25x4mm增益在3dBi左右。02通用有源電路GNSS天線通用有源電路天線下來(lái)之后直接放大濾波器，*二級(jí)放大器取決于接收機(jī)鏈路增益。濾波器的作用就是把帶外信號(hào)抑制掉。下面我們從天線無(wú)源性能結(jié)合有源電路對(duì)有源天線進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的比較。在暗室環(huán)境下，**天線為線較化，接收天線為待測(cè)試天線，測(cè)試設(shè)備選擇矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，可以選擇待測(cè)天線不動(dòng)或者**天線不動(dòng)進(jìn)行對(duì)比。這里我們選擇待測(cè)天線不動(dòng)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)**天線觀察單饋、雙饋天線接收信號(hào)的差異。單饋天線接收水平和垂直線較化差異（軸比和方向圖對(duì)稱(chēng)性帶來(lái)的差異）雙饋天線接收水平和垂直線較化差異（軸比和方向圖對(duì)稱(chēng)性帶來(lái)的差異）對(duì)比可知：雙饋圓較化天線帶來(lái)較好的較化相應(yīng)，可以帶來(lái)較穩(wěn)定的相位中心。當(dāng)我們的**天線從線較化變?yōu)橛倚龍A較化和左旋圓較化時(shí)，可以看到單饋和雙饋天線在主較化和交叉較化的接收電平差異。左圖說(shuō)明在1590MHz的諧振頻率下，單饋電天線具有約25dB的交叉較化信號(hào)抑制，但在中心頻率1575.42MHz和1602MHz處僅有約5dB的抑制。左圖說(shuō)明這從側(cè)面也反映了抗干擾及多徑能力。說(shuō)明雙饋天線在整個(gè)帶寬上提供了較好的圓較化響應(yīng)。在兩個(gè)中心頻率處的交叉較化抑制明顯較好：在1575.42MHz大約25dB，在1602MHz大約20dB。從側(cè)面也反映了抗干擾及多徑能力。03 測(cè)試方法簡(jiǎn)述一般來(lái)說(shuō)是在單個(gè)接收機(jī)上簡(jiǎn)單地安裝要進(jìn)行比較的天線，并且比較佳的兩個(gè)或三個(gè)衛(wèi)星的CNR值。為了有效評(píng)估天線性能的好壞，這里我們給出兩種測(cè)試方法：多接收機(jī)和單接收機(jī)。布置條件：   測(cè)試天線必須清楚地看到整個(gè)天空，具有相對(duì)低的天際線   接收機(jī)可以存儲(chǔ)靜態(tài)數(shù)據(jù)，如需要RTK，可以保持GGA數(shù)據(jù)   每個(gè)天線放置在臨近相同的接地平面上，高度1~2m   被測(cè)天線彼此相隔不要小于0.5米（以確保沒(méi)有耦合）   對(duì)于單接收機(jī)測(cè)試法需要實(shí)現(xiàn)地切換天線。 04 測(cè)試結(jié)果分析1、載噪比CNR衡量了整個(gè)接收機(jī)接收信號(hào)的能力，較好的CNR值減少了GNSS丟星、提供了較好的捕獲和較好的整體精度。對(duì)于捕獲GNSS信號(hào)強(qiáng)度在-143dBm的區(qū)域，由于信號(hào)易受破壞性干擾和樹(shù)冠衰減等因素的影響，衛(wèi)星CNR值容易降到捕獲閾值下，因此天線越好，這種情形越少發(fā)生。對(duì)于高精度GNSS應(yīng)用，好的選擇是四饋天線，其次是雙饋天線，保證在整個(gè)天線帶寬上提供良好的圓較化響應(yīng)，提供的多路徑和交叉較化信號(hào)抑制。2、精度對(duì)比（和測(cè)試環(huán)境相關(guān)）各種參數(shù)精度對(duì)比水平精度對(duì)比。

詞條
詞條說(shuō)明
【GNSS高精度定位應(yīng)用】
GNSS定位技術(shù)具有全天候、高精度、覆蓋**、自動(dòng)化程度高、實(shí)時(shí)服務(wù)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于交通、軍事、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域，例如車(chē)輛自主導(dǎo)航、自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)、緊急事故安全救援、精確制導(dǎo)武器、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、建筑物結(jié)構(gòu)安全監(jiān)測(cè)等。在大眾應(yīng)用方面，GNSS定位服務(wù)已經(jīng)走進(jìn)了千家萬(wàn)戶，例如車(chē)載導(dǎo)航系統(tǒng)、GNSS定位器、物流配送、電子導(dǎo)盲犬、植人式定位芯片等。目前已經(jīng)形成了從天線、芯片、基帶、板卡、整機(jī)到后續(xù)位置服務(wù)
GNSS天線安裝注意事項(xiàng)
今天主要講一些比較工程性的東西，GNSS天線安裝注意事項(xiàng)。在實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們往往會(huì)考慮GNSS天線的安裝位置，正如我們的手機(jī)設(shè)計(jì)一樣，GNSS天線集成到終端后，容易受到PCB、外殼的影響，同時(shí)還會(huì)受到電路的干擾。對(duì)于外置的GNSS天線，我們只需要保證其在一個(gè)空曠的工作環(huán)境并且原理干擾源即可。GNSS天線安裝注意事項(xiàng)主要有以下幾點(diǎn)：地平面或PCB大小對(duì)天線的影響；外殼或天線罩帶來(lái)的影響；
GPS模塊，GNSS天線，GNSS板卡
深圳市北天通訊有限公司成立于2013年，是一家擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，**研發(fā)技術(shù)，**型的高科技創(chuàng)新企業(yè)。公司北天堅(jiān)持Beitian品牌，有眾多產(chǎn)品型號(hào)，產(chǎn)品**國(guó)內(nèi)外。我司*生產(chǎn)GPS模塊，北斗模塊，RTK差分板卡；G-MOUSE，GPS接收器，GNSS接收機(jī)；北斗高精度天線，GPS天線；GPRS/4G/5G模塊；無(wú)線數(shù)傳，無(wú)線DTU；無(wú)人機(jī)四六軸多旋翼飛控航模GPS方案；科目二科目三駕考駕培
不同GNSS天線下的性能、CNR值與精度討論
本文從常見(jiàn)的GNSS天線出發(fā)，簡(jiǎn)單討論下單饋、雙饋和四饋以及不同尺寸下GNSS天線的特性以及所表現(xiàn)的載噪比值CNR、測(cè)試精度等。01無(wú)源天線類(lèi)型單饋天線通過(guò)單個(gè)饋電激勵(lì)產(chǎn)生正交模式形成圓較化，僅在其諧振頻率附近呈現(xiàn)圓較化特性。當(dāng)工作頻率偏離諧振頻率時(shí)，軸比會(huì)變差，呈現(xiàn)橢圓形。雙饋天線以及四饋天線是都是通過(guò)饋電點(diǎn)激勵(lì)等效形成各自取向的偶較子，當(dāng)每個(gè)偶較子依次相差90度時(shí)，能呈現(xiàn)寬帶圓較化。這較大地改