GPS接收天線

GPS就是通過接受衞星信號，進行定位或者導航的終端。而接受信號就必須用到天線。GPS衞星信號分為L1和L2，頻率分別為1575.42MHZ和1228MHZ，其中L1為開放的民用信號，信號為圓形極化。信號強度為166-DBM左右，屬於比較弱的信號。這些特點決定了要為GPS信號的接受準備專門的天線。

GPS 接收天線是時鐘系統信號接收部分的一個子部分，用於接收 GPS 衞星信號。根據時鐘系統的要求，選用 ZYGPSDA-30 型。 ZYGPSDA-30 型 GPS 天線是專用 GPS 授時天線，具有精確相位中心，與其它微帶天線相比其先進的電路設計可減弱多路徑效應，優秀的密封性能使其可以工作在惡劣的天氣環境中，防雨、防凍、防電擊。 ZYGPSDA-30 型 GPS 專用天線通過同軸電纜輸入電源和輸出 RF 射頻信號，天線內含屏蔽濾波及兩極放大器，可減少因電纜長度引起的信號衰減及其它干擾源引入的干擾。

ZYGPSDA-30 型GPS專用天線的技術指標：

見下表

技術參數

數值或標準

高度

5,000 米

温度

-40 ℃～ +85℃

直徑

11.4cm

重量

300 克

電源

72mW(4.5VDC at16mA)

增益

30dB

仰角

150

饋線長度

30 米

GPS天線的安裝及使用説明：

1 ） GPS 授時天線安裝時其信號接收面應平行於地面，以達到最佳接收效果。同時應考慮周邊環境適當調整安裝的角度。

2 ） GPS 授時天線安裝時應遠離高壓線及強電場、磁場等干擾源。

3 ）電纜線鋪設時應遠離高壓線，電源線，電話線等。

4 ）電纜線長度多出時不要盤起，應拉直，以免產生電磁場引致信號衰減。

5 ）電纜線鋪設時不應受力壓迫。

6 ）天線的接頭不要帶電插拔，以免電路受損。

避雷裝置及接地措施

1概述：

由於 GPS/GNSS 天線安置於室外環境，為防止因饋線感應雷擊衝擊過電壓而對接收設備造成損害，應在天線饋線上加裝避雷裝置。根據時鐘系統的需求，選用法國索蘭 TC 系列高頻饋線防雷器。 TC 系列高頻饋線防雷器是為保護微波、衞星接收器而設計的。對 GPS/GNSS 天線分別選用法國索蘭 TC 系列高頻饋線避雷器的 TCN50C-130C 型。

基本電路圖 : 天線饋線避雷器接於設備饋線的輸入端。

2 高頻饋線避雷器的技術指標

用於GPS接收天線的TCN50C-130C型高頻饋線避雷器的技術指標：

見下表

技術參數

數值或標準

頻寬(MHz)

0-2000

阻抗(Ω)

50

最大放電電流

8/20us(KA)

20

接口標準

英制/公制

N/L16

功率(W)

<300

動態殘壓

1KV/us(V)

<600

駐波比

SWR

≤1.2

插入損耗

≤-0.5dB

3高頻饋線避雷器的安裝及使用説明：

1 ）天線饋線避雷器接於設備饋線的輸入端。

2 ）電纜饋線的金屬外護層，在上部、下部和經走線架進機房入口處就近接地，在機房入口處的接地就近與地網引出的接地線連通。

3 ）電纜饋線進入機房後與通信設備連接處安裝饋線避雷器，以防來自天饋線引入的感應雷。

4 ）饋線避雷器接地端子就近引接到室外饋線入口處接地線上，選擇饋線避雷器時要考慮阻抗、衰耗、工作頻段等指標與通信設備相匹配。

4 GPS天線的接地措施：

1 ）為防止同軸電纜饋線進入感應雷，饋線避雷器接地端子應就近引接到室外饋線入口處接地線上。

2 ）接地引入線由地網中心部位就近引出與機房內接地彙集線連通。

3 ）機房的接地採用共同接地，即交流工作地、直流工作地、安全保護地和防雷接地共用一組接地裝置，接地裝置電阻不應大於 1Ω 。

4 ）機房內的接地彙集線可安裝在地槽內、牆面或走線架上，接地彙集線應與建築鋼筋保持絕緣。

時鐘系統防雷與接地

時鐘子系統的防雷主要是考慮外接GPS天線饋線的避雷措施，這部分請參考前面的描述。

對於一個時鐘系統(例如，電子設備或其分單元)而言，為防止外部電磁干擾影響電路正常工作，並防止內部電路的電磁發射對外造成干擾影響，應設置干擾感應電流回流路徑，抑制電磁干擾。通常，干擾感應電流回流路徑應逐級設置，可區分成設備級干擾感應電流回流路徑和分單元級干擾感應電流回流路徑。設備級干擾感應電流回流路徑與分單元級干擾感應電流回流路徑之間的公共路徑部分應儘可能減小，防止干擾感應電流不按照預定路徑迴流。

對於置於通信機械室內的時鐘系統設備的金屬機架部件及分單元的所有外部金屬結構部件，宜連接成一個電氣特性連續的整體—“機架地”，作為分單元外部干擾感應電流回流路徑，以便干擾感應電流可以順利地形成，來抑制外部空間以及各分單元之間的電磁干擾。各分單元外部金屬結構部件與機架之間的電氣連接應採用星型方式(習慣稱為單點接地方式)。

GPS天線的分類 　⒈從極化方式上GPS天線分為垂直極化和圓形極化。　垂直極化的效果比不上圓形極化。因此除了特殊情況，GPS天線都會採用圓形極化和線性極化。　⒉從放置方式上GPS天線分為內置天線和外置天線。　天線的裝配位置也是十分重要。早期GPS手持機多采用外翻式天線，此時天線與整機內部基本隔離，EMI幾乎不對其造成影響，收星效果很好。隨着小型化潮流，GPS天線多采用內置。此時天線必須在所有金屬器件上方，殼內須電鍍並良好接地，遠離EMI干擾源，比如CPU，SDRAM，SD卡，晶振，DC/DC。　車載GPS的應用會越來越普遍。而汽車的外殼，特別是汽車防爆膜會GPS信號產生嚴重的阻礙。一個帶磁鐵（能吸附到車頂）的外接天線對於車載GPS來説是非常有必要的。　3.從供電方面又分有源和無源。　外置式GPS為有源天線，比方達伽馬GPS外置式天線基本上就屬於有源天線。那無源天線就是不含LNA放大器，只是天線本體。