GPS授時天線的設(shè)計原則

GPS授時天線是專門為授時設(shè)備提供的天線，能夠滿足基站、電力、時鐘等各個行業(yè)對授時天線的需求。但GPS授時天線不能是簡單地實現(xiàn)功能，而要從專業(yè)設(shè)計、使用環(huán)節(jié)的角度設(shè)計產(chǎn)品，性能指標(biāo)留有充分的余地;那么其的設(shè)計原則是什么呢?下面由的技術(shù)人員告訴大家：

1、防雷設(shè)計

雷電呈現(xiàn)的形式不是單一的，有直擊雷、感應(yīng)雷等，而雷電對某一特定對象的破壞渠道也不是單一的，有空間通道、饋線通道、供電通道等。任何一個單一的防露器件，都無法保證所有保護(hù)對象的防雷安全，而要采用綜合治理、整體防范、多重保護(hù)的防雷措施

(1)避雷針防雷

一次中等的雷電能釋放大約25.30庫侖的電量，避雷針的作用是把閃電引向自身，并沿番它流入大地，是抗直擊雷的主要手段。而避雷針?biāo)a(chǎn)生靜二次效應(yīng)，幫感應(yīng)過電壓翻反擊過電壓，避雷針本身無法解決。

(2)避雷器防雷

傳統(tǒng)避雷器：閥式避雷器，真空放電管等，已不適應(yīng)現(xiàn)代通信設(shè)備的避雷要求。氧化鋅避雷器由于導(dǎo)通性能好，導(dǎo)通時間快而被廣泛應(yīng)用，但它的殘壓較高對高速率或精密設(shè)備仍難以勝任防雷需要。

因此針對授時天線的特殊要求，研制的過直流避雷器是為了給天線中的放大器提供直流通路的改型IQ避雷器。串聯(lián)在饋線中央或接收機的附近，起到進(jìn)一步防雷保護(hù)。

2、抗干擾設(shè)計

從一般意義上而言，GPS是一個容易受到干擾的系統(tǒng)，目前，有很多針對GPS的廉價干擾機，可以干擾幾公里外的接收機。我們這里不就有意的干擾討論，而只針對無意的干擾。非惡意的干擾實際上就是射頻能量的干擾，使接收信道飽和、出現(xiàn)嚴(yán)重的交調(diào)、堵塞、直至燒毀，大部分情況下通過射頻濾波就能解決。

通常，GPS天線有一項指標(biāo)：在偏離中心頻率(1575MHz)“50”MHz時衰減“20”dB。其實，這是一個片面的指標(biāo)。因為這種選擇性幾乎完全是介質(zhì)濾波器的功勞，而這種介質(zhì)濾波器的損耗大，不能放在放大器的前邊，只能放在第一級、甚至第二級放大器后邊。因此，為了保護(hù)第一級放大器，必須在無源天線和第一級放大器之間配置一個濾波器，稱為前置濾波器。前置濾波器應(yīng)該具有對1575MHz的信號插入損耗小于0.5dB，對50MHz以外的信號插入損耗20dB以上的性能，這樣的濾波器要剛金屬腔體的濾波器形式，但是這種濾波器體積大，約30mm x 30mm x 13mm，成本高，只能用于少數(shù)場合。

3、接收通道設(shè)計

天線接收到的信號經(jīng)過避雷器、前置濾波，第一級低噪聲放大后，還需要用介質(zhì)濾波器窄帶濾波，增強抗干擾性能。介質(zhì)放大器的體積小，6mm x 5mm x 3mm，1575MHz時的損耗約2.5dB，偏離中心頻率50MHz時損耗約20dB。

綜上所述，GPS授時天線的設(shè)計原則為：天線收到的信號先經(jīng)避雷器，然后前置濾波、低噪聲放大、窄帶濾波，再接第二級放大器。對于抗干擾要求很高的場合，在天線的放大器前需加一個腔體濾波器作為前置濾波器。保證天線的靈敏度。選擇聚四復(fù)乙稀等優(yōu)質(zhì)微波基片，提高無源天線的效率和增益。在放大器前面接入避雷器、前置濾波器后。噪聲系數(shù)應(yīng)小于2dB，放大器增益要足夠高，通常有25dB，35dB，45dB三檔。配有輸出接地線。標(biāo)準(zhǔn)的授時天線應(yīng)將無源天線和放大器之間的避雷器接地線直接引出。