GPS天線(xiàn)原理(lǐ)解析

關鍵字：GPS 天線(xiàn) 原理(lǐ)解析
       在GPS天線(xiàn)單元設計中(zhōng)采用(yòng)了高頻、低噪聲放大器，以減弱GPS天線(xiàn)熱噪聲及前面幾級單元電(diàn)路對接收機性能(néng)的影響;在GPS天線(xiàn)原理(lǐ)中(zhōng)利用(yòng)GPS衛星實現導航定位時，用(yòng)戶接收機的主要任務(wù)是提取衛星信号中(zhōng)的僞随機噪聲碼和數據碼，以進一步解算得到接收機載體(tǐ)的位置、速度和時間(PVT)等導航信息。因此，GPS接收機是至關重要的用(yòng)戶設備。

　　目前實際應用(yòng)的GPS接收機電(diàn)路一般由天線(xiàn)單元、射頻單元、通信單元和解算單元等四部分(fēn)組成，本文(wén)在分(fēn)析GPS衛星信号組成的基礎上，給出了射頻前端GP2010的原理(lǐ)及應用(yòng)。

　　一、GPS衛星信号的組成

　　GPS衛星信号采用(yòng)典型的碼分(fēn)多(duō)址(CDMA)調制技(jì )術進行合成，其完整信号主要包括載波、僞随機碼和數據碼等三種分(fēn)量。信号載波處于L波段，兩載波的中(zhōng)心頻率分(fēn)别記作(zuò)L1和L2。衛星信号參考時鍾頻率f0為(wèi)10.23MHz，信号載波L1的中(zhōng)心頻率為(wèi)f0的154倍頻，即：

　　fL1=154×f0=1575.42MHz (1)

　　其波長(cháng)λ1=19.03cm;信号載波L2的中(zhōng)心頻率為(wèi)f0的120倍頻，即：

　　fL2=120×f0=1227.60MHz (2)

　　二、GPS天線(xiàn)原理(lǐ)解析

　　其波長(cháng)λ2=24.42cm。兩載波的頻率差為(wèi)347.82MHz，大約是L2的28.3%，這樣選擇載波頻率便于測得或消除導航信号從GPS衛星傳播至接收機時由于電(diàn)離層效應而引起的傳播延遲誤差。僞随機噪聲碼(PRN)即測距碼主要有(yǒu)精(jīng)測距碼(P碼)和粗測距碼(C/A碼)兩種。其中(zhōng)P碼的碼率為(wèi)10.23MHz、C/A碼的碼率為(wèi)1.023MHz。數據碼是GPS衛星以二進制形式發送給用(yòng)戶接收機的導航定位數據，又(yòu)叫導航電(diàn)文(wén)或D碼，它主要包括衛星曆、衛星鍾校正、電(diàn)離層延遲校正、工(gōng)作(zuò)狀态信息、C/A碼轉換到捕獲P碼的信息和全部衛星的概略星曆;總電(diàn)文(wén)由1500位組成，分(fēn)為(wèi)5個子幀，每個子幀在6s内發射10個字，每個字30位，共計300位，因此數據碼的波特率為(wèi)50bps。

整理(lǐ)：洪麓豐