利用GNSS天線模塊輕松實現(xiàn)全球定位功能

　　為了提供更具吸引力的特性，現(xiàn)在已有越來越多的終端產(chǎn)品整合了全球定位功能。除了人們所熟悉的導航系統(tǒng)，車輛和資產(chǎn)跟蹤系統(tǒng)、個人定位器、安全系統(tǒng)、自動販賣機、健康醫(yī)療監(jiān)測和運動休閑設備等應用也都需要采用“全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)”(GNSS)接收器。

　　每個GNSS接收器都需要天線才能接收到2萬公里以外的微弱衛(wèi)星信號。由于許多客戶不具備RF/天線調(diào)諧的專業(yè)技術(shù)，因此將衛(wèi)星接收器芯片和天線整合在一個模塊上的性能優(yōu)化的“GNSS天線模塊”便成為一種較好的解決方案。對于想要“立即”擁有全球定位功能的設備來說，這些模塊具有快速上市和物流簡化的優(yōu)點，從而提供了一種具成本效益的絕佳方案。

　　GNSS天線模塊的尺寸也遠比采用外部天線設計的GNSS模塊要小。這使得內(nèi)置芯片天線的GNSS天線模塊成為超薄型設計的理想選擇，而且可省去許多設計上的麻煩。

　　GNSS天線模塊的一種典型而理想的應用是個人與寵物跟蹤設備，這是一個快速成長的市場。這類設備外形極小，卻要在任何方位下提供最佳的天線性能。

　　衛(wèi)星接收器芯片的另一項重要特性是需具備優(yōu)異的抗干擾性能，因為個人跟蹤設備通常會包含一個蜂窩調(diào)制解調(diào)器，而且可能會與移動電話放在同一個口袋中。兩個重要的設計標準是：包含預調(diào)諧天線的GNSS天線模塊，應能全方位提供最佳的接收質(zhì)量;整合SAW濾波器需提供良好的抗蜂窩噪音的能力。

　　根據(jù)使用區(qū)域的不同，定位模塊需要支持不同的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，包括GPS、GLONASS(俄羅斯)、北斗(中國)和QZSS(日本)。此外，同時支持兩種衛(wèi)星系統(tǒng) (例如GPS/GLONASS、GPS/北斗、GLONASS/北斗)提升了定位速度與可靠性，因為使用至少四顆衛(wèi)星來計算一個位置的機會增加了。

　　圖1所示為內(nèi)置芯片天線的GNSS天線模塊的一個應用實例。由于芯片天線集成在模塊內(nèi)部，這款個人定位器的外形非常輕薄，它能通過網(wǎng)頁界面跟蹤和顯示用戶的位置。

　　該設備整合了u-blox的芯片天線模塊CAM-M8Q(Chip Antenna Module，芯片天線模塊)，尺寸僅為9.6 x 14.0 x 1.95 mm，并支持多個GNSS。該芯片天線能處理從北斗(1560 MHz)和GPS(1575 MHz)到GLONASS (1606 MHz)的所有L1頻率。這款表面貼裝模塊也非常薄，可滿足客戶的超薄產(chǎn)品設計需求。

　　在設計芯片天線模塊時要特別小心，因為PCB本身就是天線整體的一部分(半個偶極)。因此，要獲得最佳性能，供應商的設計支持，包括支持系統(tǒng)集成，并擁有具備多年芯片天線模塊設計經(jīng)驗的應用工程師，便十分重要。

　　CAM-M8Q的另一個特性是，如果客戶決定采用外部天線，該模塊的內(nèi)部芯片天線則可作為備用之選。當主選的外部天線可能出現(xiàn)故障或遭受損壞時，這一特性便能發(fā)揮良好的作用。舉例來說，車輛跟蹤系統(tǒng)的外部天線就很有可能被損壞 。

　　對于僅支持GPS功能的應用來說，PAM-7Q (圖 3)的尺寸廣受歡迎，因為它具備較好的安裝靈活性。它可以直接安裝在現(xiàn)有的設計中，或者通過引腳頭(pin-header)焊接到定制的PCB上。PAM-7Q 的貼片(patch)天線尺寸為18 x 18 mm，可提供更小的貼片天線組件無法達到的RHCP極化性能。