GPS天線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),現(xiàn)在每個(gè)現(xiàn)代智能手機(jī)都配有GPS天線。 GPS天線在某種程度上是獨(dú)一無二的,他們的帶寬相當(dāng)小。 GPS頻率為1.575 GHz,幾乎沒有帶寬。
然而,GPS天線通常也支持俄羅斯的GPS服務(wù),稱為GLONASS,它延伸了所需帶寬約為1.605 GHz。
來自GPS衛(wèi)星的GPS信號(hào)是右手圓極化。
然而,由于難以在小型設(shè)備中實(shí)現(xiàn)RHCP極化,因此通常具有GPS天線垂直極化。
請(qǐng)注意,智能手機(jī)上的GPS天線只接收天線,因此您不必?fù)?dān)心任何傳輸問題(SAR,輻射發(fā)射,TRP要求等)。
因此,GPS天線的要求與之相關(guān)總各向同性靈敏度(TIS)。GPS接收器的靈敏度在(-163,-155)dBm范圍內(nèi)。要求衛(wèi)星采集傾向于指定-145 dBm量級(jí)的最小靈敏度。因此,如果已知接收器的靈敏度,以及所需的靈敏度,則可以確定
近似要求的GPS天線效率。GPS天線效率通常在-3dB到-9dB的量級(jí)。GPS天線最常用于縱向模式,這意味著手機(jī)垂直握在手中。
結(jié)果,天線具有a是有利的輻射模式這是向上的,而不是向下的。因此,除了TIS之外,還有其他替代指標(biāo)。 TIS是靈敏度的度量
當(dāng)“在整個(gè)3D球體上”平均時(shí)。 UHIS(高層大氣各向同性靈敏度)
計(jì)算手機(jī)僅在上半球的靈敏度(即忽略下行方向),
如圖1所示:
圖1. GPS的UHIS(上半球靈敏度測(cè)量)示意圖。
另一個(gè)常見指標(biāo)是PIGS或部分各向同性GPS靈敏度,它可以平均靈敏度
從地平線以上90度到地平線以下30度的所有角度:
圖2. GPS的PIGS(部分靈敏度)示意圖。
GPS頻率(1.575 GHz)的半波長(zhǎng)約為9.5厘米或3.75英寸。這意味著我們需要再次使用智能手機(jī)(機(jī)箱)的地平面作為我們的一只手臂
偶極天線。另外,因?yàn)楫?dāng)用戶垂直握住手機(jī)時(shí)使用GPS天線,他們通常會(huì)將手放在設(shè)備的下端。因此,我們更喜歡GPS
天線朝向設(shè)備頂部。圖3中的palm pre說明了這一點(diǎn):
圖3. Palm Pre上的GPS天線圖示。
在圖3中,看起來Palm使用了橫向IFA天線。
可能選擇GPS天線的位置以最大化兩個(gè)蜂窩之間的距離天線。這增加了隔離,這對(duì)于最大化天線效率是有用的。
由于GPS天線和蜂窩天線的極化,隔離可能也增加了正交(這里的GPS似乎是水平極化的,單元天線是垂直極化的)。
用于移動(dòng)設(shè)備的GPS天線設(shè)計(jì)基本上包括首先確定所需的天線效率(接收機(jī)GPS靈敏度 - 所需的TIS)。
然后是基本的IFAs或可以試用PIFA天線(使用手機(jī)機(jī)箱作為地平面)。然后可以優(yōu)化和調(diào)整設(shè)計(jì)以適應(yīng)計(jì)算所有擾亂天線的附近組件(即相機(jī),電池,塑料等)。
在設(shè)計(jì)層次方面,優(yōu)化的參數(shù)按重要性順序列在下面:
1.天線效率
2.輻射模式(向上傾斜更好)
3.隔離到其他天線
4. RHCP極化天線效率是最重要的,選擇極化是最不重要的。
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