GPS天线

GPS就是通过接受卫星信号，进行定位或者导航的终端。而接受信号就必须用到天线。GPS卫星信号分为L1和L2，频率分别为1575.42MHZ和1228MHZ，其中L1为开放的民用信号，信号为圆形极化。信号强度为166-DBM左右，属于比较弱的信号。这些特点决定了要为GPS信号的接受准备专门的天线。

GPS 接收天线是时钟系统信号接收部分的一个子部分，用于接收 GPS 卫星信号。根据时钟系统的要求，选用 ZYGPSDA-30 型。 ZYGPSDA-30 型 GPS 天线是专用 GPS 授时天线，具有精确相位中心，与其它微带天线相比其先进的电路设计可减弱多路径效应，优秀的密封性能使其可以工作在恶劣的天气环境中，防雨、防冻、防电击。 ZYGPSDA-30 型 GPS 专用天线通过同轴电缆输入电源和输出 RF 射频信号，天线内含屏蔽滤波及两极放大器，可减少因电缆长度引起的信号衰减及其它干扰源引入的干扰。

ZYGPSDA-30 型GPS专用天线的技术指标:

见下表

技术参数

数值或标准

高度

5,000 米

温度

-40 ℃~ +85℃

直径

11.4cm

重量

300 克

电源

72mW(4.5VDC at16mA)

增益

30dB

仰角

150

馈线长度

30 米

GPS天线的安装及使用说明:

1 ) GPS 授时天线安装时其信号接收面应平行于地面，以达到最佳接收效果。同时应考虑周边环境适当调整安装的角度。

2 ) GPS 授时天线安装时应远离高压线及强电场、磁场等干扰源。

3 )电缆线铺设时应远离高压线，电源线，电话线等。

4 )电缆线长度多出时不要盘起，应拉直，以免产生电磁场引致信号衰减。

5 )电缆线铺设时不应受力压迫。

6 )天线的接头不要带电插拔，以免电路受损。

避雷装置及接地措施

1概述:

由于 GPS/GNSS 天线安置于室外环境，为防止因馈线感应雷击冲击过电压而对接收设备造成损害，应在天线馈线上加装避雷装置。根据时钟系统的需求，选用法国索兰 TC 系列高频馈线防雷器。 TC 系列高频馈线防雷器是为保护微波、卫星接收器而设计的。对 GPS/GNSS 天线分别选用法国索兰 TC 系列高频馈线避雷器的 TCN50C-130C 型。

基本电路图 : 天线馈线避雷器接于设备馈线的输入端(如图所示) :

2 高频馈线避雷器的技术指标

用于GPS接收天线的TCN50C-130C型高频馈线避雷器的技术指标:

见下表

技术参数

数值或标准

频宽(MHz)

0-2000

阻抗(Ω)

50

最大放电电流

8/20us(KA)

20

接口标准

英制/公制

N/L16

功率(W)

<300

动态残压

1KV/us(V)

<600

驻波比

SWR

≤1.2

插入损耗

≤-0.5dB

3高频馈线避雷器的安装及使用说明:

1 )天线馈线避雷器接于设备馈线的输入端。

2 )电缆馈线的金属外护层，在上部、下部和经走线架进机房入口处就近接地，在机房入口处的接地就近与地网引出的接地线连通。

3 )电缆馈线进入机房后与通信设备连接处安装馈线避雷器，以防来自天馈线引入的感应雷。

4 )馈线避雷器接地端子就近引接到室外馈线入口处接地线上，选择馈线避雷器时要考虑阻抗、衰耗、工作频段等指标与通信设备相匹配。

4 GPS天线的接地措施:

1 )为防止同轴电缆馈线进入感应雷，馈线避雷器接地端子应就近引接到室外馈线入口处接地线上。

2 )接地引入线由地网中心部位就近引出与机房内接地汇集线连通。

3 )机房的接地采用共同接地，即交流工作地、直流工作地、安全保护地和防雷接地共用一组接地装置，接地装置电阻不应大于 1Ω 。

4 )机房内的接地汇集线可安装在地槽内、墙面或走线架上，接地汇集线应与建筑钢筋保持绝缘。

时钟系统防雷与接地

时钟子系统的防雷主要是考虑外接GPS天线馈线的避雷措施，这部分请参考前面的描述。

对于一个时钟系统(例如，电子设备或其分单元)而言，为防止外部电磁干扰影响电路正常工作，并防止内部电路的电磁发射对外造成干扰影响，应设置干扰感应电流回流路径，抑制电磁干扰。通常，干扰感应电流回流路径应逐级设置，可区分成设备级干扰感应电流回流路径和分单元级干扰感应电流回流路径。设备级干扰感应电流回流路径与分单元级干扰感应电流回流路径之间的公共路径部分应尽可能减小，防止干扰感应电流不按照预定路径回流。

对于置于通信机械室内的时钟系统设备的金属机架部件及分单元的所有外部金属结构部件，宜连接成一个电气特性连续的整体-"机架地"，作为分单元外部干扰感应电流回流路径，以便干扰感应电流可以顺利地形成，来抑制外部空间以及各分单元之间的电磁干扰。各分单元外部金属结构部件与机架之间的电气连接应采用星型方式(习惯称为单点接地方式)。

GPS天线的分类 ⒈从极化方式上GPS天线分为垂直极化和圆形极化。 以现在的技术，垂直极化的效果比不上圆形极化。因此除了特殊情况，GPS天线都会采用圆形极化和线性极化。 ⒉从放置方式上GPS天线分为内置天线和外置天线。 天线的装配位置也是十分重要。早期GPS手持机多采用外翻式天线，此时天线与整机内部基本隔离，EMI几乎不对其造成影响，收星效果很好。现在随着小型化潮流，GPS天线多采用内置。此时天线必须在所有金属器件上方，壳内须电镀并良好接地，远离EMI干扰源，比如CPU，SDRAM，SD卡，晶振，DC/DC。 车载GPS的应用会越来越普遍。而汽车的外壳，特别是汽车防爆膜会GPS信号产生严重的阻碍。一个带磁铁(能吸附到车顶)的外接天线对于车载GPS来说是非常有必要的。 3.从供电方面又分有源和无源。 外置式GPS为有源天线，比方达伽马GPS外置式天线基本上就属于有源天线。那无源天线就是不含LNA放大器，只是天线本体。