淺談GPS天線的發(fā)展趨勢
更新時間:2014-12-23 點擊量:5927
天線的小型化
近年來便攜式接收機(jī)的應(yīng)用,對小型化GPS天線提出了迫切需求。目前GPS微帶天線和四臂螺旋天線多采用高介電常數(shù)的陶瓷材料作為介質(zhì)來實現(xiàn)天線小型化。采用s,=28的陶瓷基片代替=3的普通基片,微帶天線的尺寸可以縮減90%左右。采用,=40的陶瓷介質(zhì)的四臂螺旋天線,體積只有原來的1/6。但這類高介質(zhì)天線的表面損耗較大,效率較低。對四臂螺旋天線來說,還可通過加載】、曲流¨】、部分折疊等技術(shù)實現(xiàn)小型化。今后,可采用損耗更小介電常數(shù)更大的介質(zhì)及特殊的天線結(jié)構(gòu),來進(jìn)一步縮小天線尺寸。
降低天線成本
目前微帶天線價格比較適中,在GPS應(yīng)用中處于優(yōu)勢地位。雖然介質(zhì)加載四臂螺旋天線性能優(yōu)良,但該天線結(jié)構(gòu)復(fù)雜,制作加工成本較高,因而只應(yīng)用在產(chǎn)品中??梢姡O(shè)法降低四臂螺旋天線的制作成本,是保證GPS產(chǎn)品廣泛應(yīng)用的必然要求。
增強(qiáng)抗干擾能力
GPS信號極易遭受外來的干擾,對于天線來說,主要通過波束控制技術(shù)和自適應(yīng)調(diào)零天線[1來抗干擾。波束控制技術(shù)是用數(shù)字波束形成的方法將天線波束定向到所要跟蹤的衛(wèi)星,從而把增益加到所希望的信號上,這種方法需要使用大孔徑的天線陣,計算任務(wù)繁重。自適應(yīng)調(diào)零天線是通過電子調(diào)諧方式,使天線方向圖在干擾源方向上建立零點,可將抗干擾能力提高40~50dB。自適應(yīng)凋零天線在美國軍事上得到了廣泛應(yīng)用。”戰(zhàn)斧”導(dǎo)彈、JDAM(聯(lián)合直接攻擊彈藥)及F216戰(zhàn)斗機(jī)上的GPS接收機(jī)均采用了自適應(yīng)調(diào)零天線陣。另外,如何對付城市中嚴(yán)重的多路徑干擾,也是當(dāng)前應(yīng)用中的一個關(guān)鍵問題。
雙/多頻段天線
目前,美國的GPS系統(tǒng)、俄羅斯的cL0NASS系統(tǒng)及歐洲伽利略系統(tǒng),都能夠提供導(dǎo)航服務(wù)。如果一部接收機(jī)能同時接收兩種甚至三種衛(wèi)星信號,不僅有助于觀測更多的星座,提高定位精度,還能夠免受單一系統(tǒng)的制約。另外,除了精密雙頻測量接收機(jī)外,GPS技術(shù)和個人移動通信終端的集成,也需要一個天線能夠解決GPS和GSM、CDMA或3G兩個頻段的應(yīng)用問題。目前的微帶天線,多采用貼片層疊的方法來實現(xiàn)雙/多頻段。對于四臂螺旋天線,多采用上下堆疊和內(nèi)外嵌套的方式來實現(xiàn),還有一種方法是,將每條臂用三根不同長度臂代替,實現(xiàn)三頻段特性u。值得指出的是,四臂螺旋天線,在雙頻段天線設(shè)計上具有潛在優(yōu)勢,可利用它不同的工作模式,實現(xiàn)雙/多頻特性。