GPS天线构造及原理

　　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卫星传至接收机时由于电离层效应而引起的传延迟误差。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，数据码的波特率为50bps。