2025-07-30
这类有源陶瓷天线到底该看哪些关键参数?怎样把它稳定地集成到终端里,既拿到灵敏度,又控制干扰?
1)它是什么类型的天线
这是一款支持 GPS L1(1575.42 MHz)与北斗 B1(1561 MHz)的有源陶瓷贴片天线,核心为 25 mm 级陶瓷振子并集成 LNA 放大与馈线接口,面向车载终端、智能设备、无人驾驶等场景。页面显示型号为 HX-TYGB2-254-JV2,并给出“双系统/双频段、体积小、抗干扰”的产品定位。
2)关键参数一览
工作频段:GPS 1575.42 MHz、BDS 1561 MHz——双系统提升可视卫星数与几何强度。
尺寸: 25 × 25 × 6.5 mm;厚度差异通常来自堆叠结构(陶瓷贴片本体 vs. 含放大板和罩体的总厚)。
接口与馈线:IPEX 一代同轴端口,可定制;典型外露同轴线 120 ± 20 mm(Φ1.13)。
供电与功耗:DC 3.0 ± 0.6 V,电流约 5 mA(typ.),便于直接由主板 GNSS 前端供电。
极化与轴比:圆极化,轴比 ≤ 4 dB,可减轻极化失配与多径影响。
驻波与带宽:输入 VSWR < 1.8,典型 –10 dB 带宽约 15 MHz,有利于频点匹配与效率。
增益口径:“有源增益 22 dB(LNA)”与“天线增益 30 dBi(系统指标)”,前者为放大链路增益,后者通常反映贴片方向性与有源放大综合表现,两者并不矛盾。
效率:35–80%(与安装平台、接地平面大小密切相关)。
阻抗与功率:50 Ω,功率容量 33 dBm,满足常见 GNSS 射频链路。
工作温度:–30 ~ +70 ℃。
3)结构与电性能背后的设计点
高介电陶瓷贴片:利用高 εr 材料,在小尺寸内获得目标谐振频点;通过银层走线形状与短路孔布置微调频点与方向图,使 L1/B1 同时满足匹配。
相位中心与波束:贴片天线在上半球形成主瓣,结合圆极化与较小轴比,可在终端姿态变化时维持较稳的相位中心与锁星质量。
带外抑制:内置 LNA 具备带外抑制能力,降低 4G/5G/Wi-Fi 等相邻强信号对 GNSS 前端的“压制”,减少失锁概率。
4)安装与集成的要点
(a)给它一个“足够的地”
陶瓷贴片需要有效接地平面才能跑出应有的方向图与效率。结构上,天线正下方尽量提供连续大地(整块铜皮或整面屏蔽腔),避免在贴片边缘开槽、打孔或布高密走线。地平面越完整,指向性越稳、带宽越充足。
(b)把天线“抬高并隔离”
让天线远离主板高噪声区与天线侧面的金属构件——尤其是蜂窝功放、DC/DC、LCD 排线、马达电刷、金属骨架。必要时设置非金属支架或“塑料塔”把天线抬离噪声面 5–10 mm,并预留塑胶筋位限制周边金属靠近。
(c)同轴线尽量短、走最干净的路
1.13 mm 线径的 IPEX 馈线损耗不可忽视;布线避开电源母线和射频强信号区域,减少直角、避免被金属件反复压折,预留应力释放的弯曲半径,固定点使用卡扣或胶带作减振。
(d)供电干净,LNA 才发挥
给 LNA 的 3 V 轨应通过独立 RC/LC 滤波,靠近天线端放置去耦;如主板具备 ANT_BIAS,确保限流与过压保护齐备。LNA 的低噪声指标(0.8 dB max)只有在干净电源与良好接地下才能等效体现为 C/N0 提升。
(e)外壳与罩体
避免在天线正上方布置金属装饰件或喷镀区域;塑胶罩体选择低介电材料并控制壁厚,防止频点被整体拉低。若必须采用金属上盖,在贴片上方留“天线窗”(非金属天线窗口),四周与金属隔离。
5)调试方法与判据
静态匹配:在最终整机内测 S11/VSWR,目标 VSWR ≤ 1.8;若中心频点偏移,优先优化地平面与屏蔽,必要时微调贴片匹配网络(少量并联/串联容)。
敏感度与 C/N0:在开阔场测试可视卫星数与 C/N0 分布,对比外接标准天线;关注高仰角卫星的 C/N0 是否明显低于基准,检查上方遮挡与外壳材料。
抗干扰:在近场注入 4G/5G、Wi-Fi 信号或使终端满负荷射频发射,观察 GNSS 失锁/重捕获时间与 C/N0 波动,必要时于 LNA 前级增加 SAW/LC 滤波与良好接地。
道路/动态测试:记录冷启动 TTFF、热启动 TTFF、定位漂移与多径环境下的轨迹平滑度,验证“纸面参数→整机表现”的闭环。
6)适用场景与落地方案
车载与车队管理:天线置于机顶壳体内的非金属窗口区;与 4G/5G 天线分离 10 cm 以上并隔以地梁,降低互扰。页面也列举了车辆追踪、智驾系统、自驾巴士等应用。
无人机与机器人:用减振座把贴片抬高到机体最上方,远离电机与 ESC;预留环形塑胶窗口,避免碳纤上盖遮挡。
穿戴与便携设备:尽量置顶布置并让主板背部作为接地背板;在天线下方保留“净区”并远离显示与震动马达。
固定资产定位/物联网:天线装在外壳顶面内侧,外壳避免镀层;LNA 供电由 GNSS 模块统一提供,简化布线。
7)常见疑问与处理思路
“22 dB 与 30 dBi 到底怎么理解?”
22 dB 对应有源链路的放大增益;30 dBi 更偏向“等效方向性+有源增益”的系统口径。你在整机里看到的,往往是 C/N0 的改善而非孤立的“dB/ dBi”。
“厚度到底是 4 mm 还是 6.5 mm?”
仅陶瓷贴片与 PCB 时约 4 mm;加上罩体/胶框/防护结构时整体厚度可到 6.5 mm。选型以你的装配层高与罩体空间为准。
“效率只有 35–80%,是不是偏低?”
贴片效率高度依赖地平面与周边金属,工程上更应看“整机 C/N0 与锁星数”。通过优化接地、减小遮挡与清洁供电,效率会落在较优区间。
“输出驻波 2.0 有问题吗?”
这是有源端口的指标,综合了 LNA 与匹配网络;重点是频点覆盖与 S11 深度是否满足 GNSS 模块的前端要求。
8)选型清单(落地时逐条核对)
频段与极化:L1/B1 圆极化、轴比 ≤ 4 dB。
结构与空间:保留 25 mm 贴片的上方“非金属窗口”,下方做整面地,厚度按 4–6.5 mm 估算。
供电与接口:DC 3 V 轨,5 mA 级电流,IPEX-1 馈线长度与走向事先定版。
驻波与带宽:VSWR ≤ 1.8,–10 dB 带宽约 15 MHz,确保整机内仍能对准 L1/B1。
抗干扰:主板与外壳的电磁规划先行,必要时增加前级滤波或改进地隔离;把 4G/5G、Wi-Fi 天线与 GNSS 天线做物理与地的双重隔离。
把参数读懂、把结构想透,GPS/BDS 有源陶瓷天线能在小体积里交出稳定的 C/N0 与锁星表现。先给它合适的“地”和“窗”,再把供电与同轴路径理顺,最后用一轮 S11 与路测把结果锁定,你的终端就能把这颗 25 mm 贴片的潜力稳定地发挥出来。