詳解如何對(duì)GPS天線進(jìn)行性能測(cè)試

GPS全球定位系統(tǒng)已被全球的消費(fèi)市場(chǎng)廣泛采用，不僅被用于專業(yè)或商業(yè)領(lǐng)域，如軍事跟蹤、運(yùn)輸車隊(duì)、科技探索， 而且還普遍用于許多消費(fèi)類產(chǎn)品，如手機(jī)和個(gè)人數(shù)據(jù)助理(PDA)設(shè)備上。實(shí)際上，車載GPS導(dǎo)航系統(tǒng)近幾年來已經(jīng)成為美國(guó)、歐洲和日本市場(chǎng)上中高端汽車的標(biāo)準(zhǔn)配備。目前中國(guó)產(chǎn)的GPS相關(guān)產(chǎn)品也越來越多，GPS產(chǎn)品的應(yīng)用在中國(guó)也是越來越普遍了，相應(yīng)的人們遇到的GPS問題也是與日俱增，根據(jù)摩爾實(shí)驗(yàn)室（MORLAB）對(duì)GPS產(chǎn)品的檢測(cè)經(jīng)驗(yàn)，事實(shí)上目前很大一部分GPS接受機(jī)性能不穩(wěn)定的根源，其實(shí)是由GPS接受天線所產(chǎn)生的，因此對(duì)GPS天線性能測(cè)試的要求是必須而迫切的。

GPS接收天線的作用是將衛(wèi)星傳來的無線電信號(hào)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。通常對(duì)于專用設(shè)備或車載設(shè)備而言,由于設(shè)備與GPS接收模塊之前往往有一定距離, 考慮到安裝的便利性則可能在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中會(huì)使用超過1米的潰線, 但由于饋線對(duì)信號(hào)有不少的損耗，在這種情況下我們只能選擇有源GPS天線。所謂有源天線，是指天線中裝有RF前置放大器或低噪聲放大器的GPS天線。

本文所述的有源GPS天線測(cè)試可在MORLAB的OTA天線測(cè)試實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。總體測(cè)試架構(gòu)類似于普通無源天線的測(cè)試環(huán)境，主要變化是需要增加一個(gè)Antenna splitter，把DC直流信號(hào)隔離，使其不能輸入到測(cè)試系統(tǒng)，但同時(shí)又能給GPS天線供電。 由于有源GPS天線內(nèi)含單向放大器，GPS的工作形式又為純接收機(jī)方式。因此，在測(cè)試時(shí)需要對(duì)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)特殊設(shè)置，使測(cè)試天線探頭從原來的接收狀態(tài)改為發(fā)射狀態(tài)，GPS天線接收信號(hào)后，經(jīng)射頻線再傳給VNA作數(shù)據(jù)分析。

GPS天線作為GPS設(shè)備中最重要的接收部件, 它起到的作用就像是人的“耳朵”。因此GPS天線的性能好壞將直接關(guān)系到GPS整機(jī)的產(chǎn)品質(zhì)量。經(jīng)過對(duì)有源GPS天線的測(cè)試，可以幫助廠家確認(rèn)GPS天線其的中心頻率是否正確，驗(yàn)正增益和方向性等性能指標(biāo)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。通過GPS的OTA測(cè)試，將幫助GPS天線廠家及整機(jī)生產(chǎn)廠家改進(jìn)GPS產(chǎn)品的接受性能，同時(shí)也給GPS產(chǎn)品經(jīng)銷商提供了一種檢驗(yàn)GPS產(chǎn)品質(zhì)量的新途徑和新方法。

GPS天線測(cè)試系統(tǒng)總體框圖

GPS天線測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)

某GPS天線樣品1575.42MHz GPS中心頻率增益下陷

GPS天線3D方向圖