GPS有源天线与接收模块整合的研究

摘要

随着技术的进步、应用需求的增加,GPS以全天候、高精度、自动化、高效率等特点及定位导航、精密测量等多方面的强大功能,涉足众多的应用领域,成为IT经济新增长点。近年来,随着GPS产业竞争的加剧,GPS接收机向着小型化和降低成本的方向发展。传统的GPS接收机前端接收部分中的有源天线和接收模块是分开放置的,这不仅使GPS的小型化受到了限制,也限制了成本的降低。如果把有源天线和接收模块整合在同一块PCB中,上述问题都可得到有效的解决。本文针对有源天线和接收模块的整合进行了研究。 本文对陶瓷天线,低噪声放大器和接收模块的理论知识进行了详细介绍。随后,对陶瓷天线的谐振频率和圆极化性能进行了调整。对低噪声放大器进行了稳定性考虑和阻抗匹配设计。同时,对整个有源天线进行了调试,使其接收能力达到研究要求。对接收模块进行了PCB设计和射频输入端的阻抗设计。对性能达到要求的有源天线和接收模块进行整合,并且对整合后的电路进行调试和测试。整合时需要考虑的主要问题是整合电路内部和外部的电磁干扰对整合电路性能的影响。对整合电路内部和外部的电磁干扰进行了深入的分析,并且给出了相应的降低电磁干扰的方法。对于整合电路内部的电磁干扰,主要通过PCB布局优化和叠层设计来进行降低。对于整合电路外部的电磁干扰,主要通过在整合电路表面贴上金属屏蔽壳的方法进行降低。把有源天线和GPS模块整合到一块PCB中,在信号发生器单星测试时,-100dBm的发射功率条件下,整合后的接收能力为44dB/Hz,达到了设计要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

绪论

论文背景

论文的主要工作

论文研究方法

论文的结构

第一章全球定位系统简介

1.1 导航系统的发展

1.2 GPS系统概述

1.3 GPS接收系统的组成

1.4 GPS的应用与前景

第二章有源天线基本原理

2.1 微带天线基本原理

2.2 低噪声放大器的基本原理

第三章GPS接收模块基本原理

3.1 接收模块基本结构

3.2 接收模块设计

第四章有源天线和接收模块的设计

4.1 设计的要求和参数确定

4.2 GPS陶瓷天线调整

4.3 低噪声放大电路设计

4.4 有源天线的测试和调试

4.5 GPS模块的设计和调试

第五章整合电路的设计

5.1 整合电路PCB设计

5.2 整合电路电磁屏蔽设计

5.3 整合电路的测试

第六章总结和展望

6.1 总结

6.2 展望

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士期间发表的论文