GPS 天線的種類：從安裝方式上分為外置天線和內(nèi)置天線；供電方式上分為有源天線和無源天線；從極化方式上分為垂直極化和圓極化。

下面對目前市場上應(yīng)用最廣泛的陶瓷 patch 天線做些簡單的介紹：

一、陶瓷 PATCH 天線結(jié)構(gòu)圖

1、陶瓷片：

陶瓷粉末的好壞以及燒結(jié)工藝直接影響它的性能?，F(xiàn)市面使用的陶瓷片主要是3535， 2525、1818、1515、12*12、9*9。陶瓷片面積越大，介電常數(shù)越大，其共振頻率越高，接收效果越好；陶瓷片的厚度對天線性能也會有不小的影響，空間容許的情況下建議選擇 4mm 的厚度。

2、銀層：

陶瓷天線表面銀層可以影響天線共振頻率。理想的 GPS 陶瓷片頻點準(zhǔn)確落在 1575.42MHz，但天線頻點非常容易受到周邊環(huán)境影響，特別是裝配在整機(jī)內(nèi)，必須通過調(diào)整銀面涂層外形，來調(diào)節(jié)頻點重新保持在 1575.42MHz。因此 GPS 整機(jī)廠家在采購天線時一定要配合天線廠家，提供整機(jī)樣品進(jìn)行測試。

3、饋點：

陶瓷天線通過饋點收集共振信號并發(fā)送至后端。由于天線阻抗匹配的原因，饋點一般不是在天線的正中央，多數(shù)都是單偏或雙偏的形式。

二、無源天線在我們產(chǎn)品上的使用建議

1、我們的 GPS 模塊上均內(nèi)置 18dBm 增益的 GPS LNA，可以直接將陶瓷介質(zhì)的無源天線焊接在模塊 GPS_ANT PIN 腳處使用。產(chǎn)品布局的時候，GPS 陶瓷天線朝上擺放；模塊可以放到 PCB 的另一面。這樣就可以做到 GPS_ANT PIN 到天線焊盤走線盡可能短。

2、匹配電路；如果天線焊盤離模塊的 GPS_ANT PIN 腳很近，那么可以不預(yù)留匹配電路。如果由于結(jié)構(gòu)等其他原因造成 GPS 天線遠(yuǎn)離模塊 GPS_ANT PIN，那么建議預(yù)留 pi 型匹配電路。模塊 GPS_ANT PIN 到 GPS 天線焊盤之間走線必須做 50 歐姆特性阻抗控制；如果是多層板，建議阻抗線走 L1 層，L2 層鏤空參考 L3 的地。2 層板走線線寬可以參考 GSM 天線部分走線線寬。

3、天線下方不要走線并做漏銅處理做天線的反射面；見下圖：

4、天線周邊不要有干擾源，特別是 DCDC 等器件；另外周邊也不要有比 GPS 天線高的金屬器件：如下圖：

三、有源天線

1、有源天線構(gòu)造與實物，見下圖：

紅框內(nèi) GPS 有源天線組成部分為：陶瓷天線、聲表濾波器、低噪聲放大電路、射頻線纜、RF 接頭。其中低噪聲放大電路是將信號進(jìn)行放大和濾波的部分。

2、PCB 尺寸對天線性能的影響：

承載陶瓷天線的 PCB 形狀及面積。由于 GPS 有觸地反彈的特性，當(dāng)背景是 7cm×7cm 無間斷大地時，patch 天線的效能可以發(fā)揮到極致。雖然受外觀結(jié)構(gòu)等因素制約，但盡量保持相當(dāng)?shù)拿娣e且形狀均勻。另外放大電路增益的選擇必須配合后端 LNA 增益；一般不建議有源天線增益超過 29dBm，否則信號過飽和可能會導(dǎo)致自激。

3、內(nèi)外置天線兼容和供電處理；

參考電路是 Air800 模塊的開發(fā)板 M4，R5 和 R6 是為了兼容陶瓷 PATCH 天線和有源天線做的共 PAD 兼容設(shè)計；L6 和 C38 是有源天線供電電源濾波電路。

四、GPS 天線選型建議

1、在終端結(jié)構(gòu)空間容許，能夠統(tǒng)一保證 GPS 天線面朝上的安裝使用狀態(tài)；并且周邊沒有大的金屬物件遮擋的情況下，建議使用 GPS 陶瓷天線，在空間容許的情況下盡量選擇大尺寸的陶瓷天線。

2、在不能保證終端使用狀態(tài)，且空間受限：比如手機(jī)，帶定位功能的胸牌；建議使用 FPC 天線

3、在明確終端安裝環(huán)境惡劣，并且對 GPS 性能有較高要求的；建議使用 GPS 有源天線

4、在不能保證產(chǎn)品安裝使用狀態(tài)，但是空間不受限制，也可以選擇類似于 GSM 的外置棒狀天線。