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流水源

4.作用

天线调谐器的应用天线调谐器在超短波、短波及中长波无线电通信中有着非常重要的作用，广泛应用于单兵(背负、便携)式、车载式、机载式、舰载式以及固定式无线电台中。尤其在短波通信中，由于短波电台天线型式多样、尺寸不一、功率等级高低不等、频点众多、电磁环境复杂等因素，天调的重要性更为突出。

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在超短波、短波及中长波无线电通信系统中，工作频带范围达到4—20倍频，天线所呈现的输人阻抗会有极大的差异且难以用解析式表达，如此引起的阻抗不匹配将对信号传输造成巨大损耗，甚至会导致接收/发射机的不工作或损坏。对于发射机而言，其输出阻抗、传输线特性阻抗和天线输入阻抗三者的阻抗取同一数值(即阻抗匹配)是最为理想的。如果阻抗值不一致，在该点的高频能量将有一部分被反射回来，形成不匹配损失(又称反射损失)。通常，发射机的功率输出阻抗是固定的50Ω(或75Ω)，同轴电缆传输线的特性阻抗也是固定的50Ω，而天线则因工作频率的不同而呈现不同的输入阻抗。当然，就某一副天线而言，它在某一频率点也会呈现50Ω的阻抗(即定频天线)，但当工作在其他频率时就会出现失谐的情况。这时，使用天线调谐器(简称天调)可以很好地改善这种状况，使发射机与天线在一定的频带内在不同的负载阻抗上达到阻抗匹配，获得最大的射频功率传输，令天线获得最大功率。

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天线作为导航定位设备中最重要的接收器件,它起到的作用就像是人的“耳朵”；是将卫星发送下来的电磁波能量变换成电子器件可解析的电流。因此天线的性能好坏将直接关系到GPS整机的产品性能。

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目前GNSS系统开放民用定位系统主要是美国GPS L1 band，中心频点1575.42MHz；俄罗斯GLONASS L1 band，中心频点1602.5625MHz；中国北斗B1 band，1561.098MHz等等。GNSS天线在调试的时候，小尺寸（很小的尺寸）的陶瓷天线上一般只能做到兼容2个频段，体积大一些的可以兼容3个频段。这就需要我们在调试的时候就确认好客户需求；确认是使用单GPS或北斗；还是采用GPS+北斗、GPS+GLONASS等两两组合的方式。这样调试的时候有侧重点，性能才能最优。

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GNSS天线的种类：从安装方式上分为外置天线和内置天线；供电方式上分为有源天线和无源天线；从极化方式上分为垂直极化和圆极化。

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1、陶瓷片：



    陶瓷粉末的好坏以及烧结工艺直接影响它的性能。现市面使用的陶瓷片主要是2525、1818、1515、1212、9*9。陶瓷片面积越大，介电常数越大，其共振频率越高，接收效果越好；陶瓷片的厚度对天线性能也会有不小的影响，空间容许的情况下建议选择4mm的厚度。

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2、银层：



    陶瓷天线表面银层可以影响天线共振频率。理想的GNSS陶瓷片频点准确落在1575.42MHz，但天线频点非常容易受到周边环境影响，特别是装配在整机内，必须通过调整银面涂层外形，来调节频点重新保持在1575.42MHz。因此GPS整机厂家在采购天线时一定要配合天线厂家，提供整机样品进行测试。

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3、馈点：



   陶瓷天线通过馈点收集共振信号并发送至后端。由于天线阻抗匹配的原因，馈点一般不是在天线的正中央，多数都是单偏或双偏的形式。

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二、无源天线在我们产品上的使用建议



    1、我们的GNSS模块上均内置18dBm增益的LNA，可以直接将陶瓷介质的无源天线焊接在模块GNSS_ANT PIN脚处使用。产品布局的时候，GNSS陶瓷天线朝上摆放；模块可以放到PCB的另一面。这样就可以做到GNSS_ANT PIN到天线焊盘走线尽可能短。

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2、匹配电路；如果天线焊盘离模块的GNSS_ANT PIN脚很近，那么可以不预留匹配电路。如果由于结构等其他原因造成GNSS天线远离模块GNSS_ANT PIN，那么建议预留pi型匹配电路。模块GNSS_ANT PIN到GNSS天线焊盘之间走线必须做50欧姆特性阻抗控制；如果是多层板，建议阻抗线走L1层，L2层镂空参考L3的地。2层板走线线宽可以参考GSM天线部分走线线宽。