【技术】GPS有源天线电路设计小知识

时间： 2022-11-01 来源：兴威帆公众号

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目前国内主流的定位系统采用GPS（全球定位系统）和北斗定位系统，其民用波段都采用L1波段（中心频率为1575.42MH），电路板设计的优劣直接影响信号的传输和搜星数量的多少。下面威帆电子简单介绍一下GPS有源天线电路设计小知识。

1、GPS天线的有源电路

有源天线，顾名思义就是天线需要外接电源，天线的电源与我们平时使用的电源不一样，因为有源天线的信号线不仅仅供电，还需要传递信号。如果电源通过导线与天线的电源直接连接，那么信号将通过导线回流到电源上，导致信号的减弱或丢失。

图一

错误一（如图一）：电源线与天线的信号线直接连接，会导致信号回流到电源，减弱信号或者导致信号的消失。

图二

错误二（如图二）：信号线两边的铺地要形成良好的回流，在信号线的两边加一些过孔与底面GND层形成完好的连接。

图三

GPS天线的电源和信号直接一般都会串接一个27nH的电感（根据频率不同电感值也不同），电感通直阻交，会阻挡信号向电源“流失”。图三是一个最基本的有源天线的供电电路。

2、50欧姆特性阻抗

50欧姆阻抗是指从GPS天线的输入端到GPS芯片输入端（导线无断点）的阻抗（如果有断点就指两个断点之间导线的阻抗是50欧姆）。走线保持50欧姆的特性阻抗是一件很重要的事情，尤其是射频电路设计过程中，由于工作频率很高（GHz），特性阻抗的控制就显得更加重要了。如果特性阻抗没有很好的控制在50欧姆，那么容易造成信号的反射和信号完整性的缺失。在PCB的设计中要使用软件计算绘制PCB的阻抗。

图四

图四是使用AppCAD软件计算的PCB的阻抗，在使用软件计算之前要和PCB厂家确定使用PCB的材质PCB基板厚度，铜箔厚度等。在PCB打板的时候也要注明做50欧姆阻抗的导线，这样PCB板厂会对阻抗匹配的电路做处理，效果会更理想。

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