GPS接收器的内置天线一般有两种--平板式天线和四臂螺旋式天线
平板式天线(Patch Antenna)
平板式天线由于其耐用性和相对地容易制作,所以成了应用最为普遍的一类天线。其形状可以是圆的也可以方的或长方的,如同一块敷铜的印刷电路板。它由一个或多个金属片构成,所以GPS天线最常用的形状是块状结,像个烧饼。由于天线可以做得很小,因此适合于航空应用和个人手持应用。
天线的另一个主要特性,是增益图形,即方向性。利用天线的方向性可以提高其抗干和抗多径效应能力。在精确定位中,天线的相位中心的稳定性是个很重要的指标。平板式天线在卫星于天线正上方时,讯号增益才是最大,这就有两个问题:
1、平板的接收范围在平板上方,平板要面向天空,这对于手持以及车载都会带来麻烦。2、虽然正头顶上的卫星信号比较好,比较容易锁定,但如果没有低角度的卫星,误差会相对较高,精度将会很差。所以基于这些缺点,GPS接收器上开始使用四臂螺旋式天线。
四臂螺旋式天线(Quadrifilar Helix Antenna )
四臂螺旋式天线由四条特定弯曲的金属线条所组成。不需要任何接地。它具备有Zapper天线的特性,也具备有垂直天线的特性。此种巧妙的结构,使天线任何方向都有3dB的增益,增加了卫星讯号接收的时间。四臂螺旋式天线拥有全面向360度的接收能力,因此在与PDA结合时,无论PDA的摆放位置如何,四臂螺旋式天线皆能接收,有别于使用平板GPS天线需要平放才能较好的接收的限制。使用此种天线,当卫星出现于地平面上10度时,即可收到卫星所传送的讯号。
但是如果地面接收站附近干扰源较多,则不适用四臂螺旋式天线,因为四臂螺旋式天线具备有水平方向的增益,会将噪声一起放大,反而干扰了卫星讯号的接收。但是现在所生产的四臂螺旋式天线能突破多项传统天线的限制。天线是以陶瓷制成,近场极小,约仅有3~5mm,而有些传统天线的近场甚至高达1m。近场愈小,则使用者手持GPS装置时,人体愈不会造成干扰。
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