GPS的平板天線與螺旋天線的比較

GPS接收天線的作用，是將衛(wèi)星來的無線電信號的電磁波能量變換成接收機(jī)電子器件可攝取應(yīng)用的電流。天線的大小和形狀十分重要，因?yàn)檫@些特征決定了天線能獲取微弱的GPS信號的能力。根據(jù)需要，天線可設(shè)計(jì)成可以工作在單一的L1頻率上，也可以工作在L1和L2兩個頻率上。由于GPS信號是圓極化波，所以所有的接收天線都是圓極化工作方式。盡管有多種多樣的條件限制，仍然有許多不同的天線類型存在，如單極的，雙極的，螺旋的，四臂螺旋的，以及微帶天線。
    我們在市面上看到的GPS接收器的內(nèi)置天線一般有兩種－－平板式天線和四臂螺旋式天線，到底兩種天線各有什么優(yōu)劣呢，讓我們來為您一一解答。
   平板式天線（Patch Antenna）

平板式天線由于其耐用性和相對地容易制作，所以成了應(yīng)用最為普遍的一類天線。其形狀可以是圓的也可以方的或長方的，如同一塊敷銅的印刷電路板。它由一個或多個金屬片構(gòu)成，所以GPS天線最常用的形狀是塊狀結(jié)，像個燒餅。由于天線可以做得很小，因此適合于航空應(yīng)用和個人手持應(yīng)用。
    天線的另一個主要特性，是其的增益圖形，即方向性。利用天

線的方向性可以提高其抗干和抗多徑效應(yīng)能力。在精確定位中，天線的相位中心的穩(wěn)定性是個很重要的指標(biāo)。但是，普通的導(dǎo)航應(yīng)用中，人們希望用全向天線，至少能接收天線地平以上五度視野內(nèi)所有天空中的可見衛(wèi)星信號，但是平板式天線在衛(wèi)星于天線正上方時，訊號增益才是最大，這就有兩個問題：
 1、平板的接收范圍在平板上方，平板要面向天空，這對于手持以及車載都會帶來麻煩，我們可以看到可調(diào)角度的CF接收器越來越多（可折疊的SDGPS 麗臺9551），就是因?yàn)槠桨迨教炀€這種特性使得廠家為了接收器有更好的收訊效果才想出來的招。
2、我們知道，雖然我們正頭頂上的衛(wèi)星信號比較好，比較容易鎖定，但其實(shí)正頭頂上的衛(wèi)星是最沒用的，如果沒有低角度的衛(wèi)星，誤差會相對較高，精度將會很差。所以基于這些缺點(diǎn)，GPS接收器上也開始使用四臂螺旋式天線。
四臂螺旋式天線（Quadrifilar Helix Antenna ）
四臂螺旋式天線由四條特定彎曲的金屬線條所組成。不需要任何接地。它具備有Zapper天線的特性，也具備有垂直天線的特性。此種巧妙的結(jié)構(gòu)，使天線任何方向都有3dB的增益，增加了衛(wèi)星訊號接收的時間。四臂螺旋式天線擁有全面向360度的接收能力，因此在與PDA結(jié)合時，無論P(yáng)DA的擺放位置如何，四臂螺旋式天線皆能接收，有別于使用平板GPS天線需要平放才能較好的接收的限制。使用此種天線，當(dāng)衛(wèi)星出現(xiàn)于地平面上10度時，即可收到衛(wèi)星所傳送的訊號。
   但是如果地面接收站附近干擾源較多，則不適用四臂螺旋式天線，因?yàn)樗谋勐菪教炀€具備有水平方向的增益，會將噪聲一起放大，反而干擾了衛(wèi)星訊號的接收。但是科技在進(jìn)步，現(xiàn)在所生產(chǎn)的四臂螺旋式天線能突破多項(xiàng)傳統(tǒng)天線的限制。天線是以陶瓷制成，Near-Field極小，約僅有3~5mm，而有些傳統(tǒng)天線的Near-Field甚至高達(dá)1m。Near-Field愈小，則使用者手持GPS裝置時，人體愈不會造成干擾。現(xiàn)在的四臂螺旋式天線的特點(diǎn)還包括完整的巴倫電路(Balun)設(shè)計(jì)，此設(shè)計(jì)能隔離天線周邊的噪聲，因此能容許各種功能的天線并存于極小的空間中而不會互相干擾。對于整合功能日趨多元，且強(qiáng)調(diào)輕薄短小的手持式電子產(chǎn)品而言，此特性的重要性不可言喻。
    大家在看過了以上文字以后，大概也知道了四臂螺旋式天線的好處了吧，不過四臂螺旋式天線的售價現(xiàn)在還都比較高，所以使用這種天線的GPS接收器大多是手持機(jī)中的高端產(chǎn)品，價格相對較高，適用于喜歡手持機(jī)的消費(fèi)者和對定位時間要求比較苛刻的用戶。平板式天線性能尚可，價格便宜，對于一般的消費(fèi)者來說的話更適合一些。