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GPS天线构造及原理

时间:2017-10-08 16:09 来源:电工之家
【摘要】GPS天线构造 目前绝大部分GPS天线为右旋极化陶瓷介质,其组成部分为:陶瓷天线、低噪音信号模块、线缆、接头。 陶瓷天线也叫无源天线、介质天线、PATCH,它是GPS天线的核心技术所在。一个GPS天线的信号接受能力,大部分取决与其陶瓷部分的成分配料如何。 低......

GPS天线构造
目前绝大部分GPS天线为右旋极化陶瓷介质,其组成部分为:陶瓷天线、低噪音信号模块、线缆、接头。
陶瓷天线也叫无源天线、介质天线、PATCH,它是GPS天线的核心技术所在。一个GPS天线的信号接受能力,大部分取决与其陶瓷部分的成分配料如何。
低噪声信号模块也称为LNA,是将信号进行放大和滤波的部分。其元器件选择也很重要,否则会加大GPS信号的反射损耗,以及造成噪音过大。
线缆的选择也要以降低反射为标准,保证阻抗的匹配。
GPS天线原理
在GPS天线单元设计中采用了高频、低噪声放大器,以减弱GPS天线热噪声及前面几级单元电路对接收机性能的影响;在GPS天线原理中利用GPS卫星实现导航定位时,用户接收机的主要任务是提取卫星信号中的伪随机噪声码和数据码,以进一步解算得到接收机载体的位置、速度和时间(PVT)等导航信息。信号载波处于L波段,两载波的中心频率分别记作L1和L2。卫星信号参考时钟频率f0为10.23MHz,信号载波L1的中心频率为f0的154倍频,即:
  fL1=154×f0=1575.42MHz (1)
  其波长λ1=475.75px;信号载波L2的中心频率为f0的120倍频,即:
  fL2=120×f0=1227.60MHz (2)
  其波长λ2=610.5px。
两载波的频率差为347.82MHz,大约是L2的28.3%,这样选择载波频率便于测得或消除导航信号从GPS卫星传播至接收机时由于电离层效应而引起的传播延迟误差。伪随机噪声码(PRN)即测距码主要有精测距码(P码)和粗测距码(C/A码)两种。其中P码的码率为10.23MHz、C/A码的码率为1.023MHz。数据码是GPS卫星以二进制形式发送给用户接收机的导航定位数据,又叫导航电文或D码,它主要包括卫星历、卫星钟校正、电离层延迟校正、工作状态信息、C/A码转换到捕获P码的信息和全部卫星的概略星历;总电文由1500位组成,分为5个子帧,每个子帧在6s内发射10个字,每个字30位,共计300位,因此数据码的波特率为50bps。

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