GPS天线原理解析

2012-03-01 16:34:46来源: 互联网

GPS天线单元设计中采用了高频、低噪声放大器,以减弱GPS天线热噪声及前面几级单元电路对接收机性能的影响;在GPS天线原理中利用GPS卫星实现导航定位时,用户接收机的主要任务是提取卫星信号中的伪随机噪声码和数据码,以进一步解算得到接收机载体的位置、速度和时间(PVT)等导航信息。因此,GPS接收机是至关重要的用户设备。

  目前实际应用的GPS接收机电路一般由天线单元、射频单元、通信单元和解算单元等四部分组成,本文在分析GPS卫星信号组成的基础上,给出了射频前端GP2010的原理及应用。

  一、GPS卫星信号的组成

  GPS卫星信号采用典型的码分多址(CDMA)调制技术进行合成,其完整信号主要包括载波、伪随机码和数据码等三种分量。信号载波处于L波段,两载波的中心频率分别记作L1和L2。卫星信号参考时钟频率f0为10.23MHz,信号载波L1的中心频率为f0的154倍频,即:

  fL1=154×f0=1575.42MHz (1)

  其波长λ1=19.03cm;信号载波L2的中心频率为f0的120倍频,即:

  fL2=120×f0=1227.60MHz (2)

  二、GPS天线原理解析

  其波长λ2=24.42cm。两载波的频率差为347.82MHz,大约是L2的28.3%,这样选择载波频率便于测得或消除导航信号从GPS卫星传播至接收机时由于电离层效应而引起的传播延迟误差。伪随机噪声码(PRN)即测距码主要有精测距码(P码)和粗测距码(C/A码)两种。其中P码的码率为10.23MHz、C/A码的码率为1.023MHz。数据码是GPS卫星以二进制形式发送给用户接收机的导航定位数据,又叫导航电文或D码,它主要包括卫星历、卫星钟校正、电离层延迟校正、工作状态信息、C/A码转换到捕获P码的信息和全部卫星的概略星历;总电文由1500位组成,分为5个子帧,每个子帧在6s内发射10个字,每个字30位,共计300位,因此数据码的波特率为50bps。

关键字:GPS  天线  原理解析

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2012/0301/article_14683.html
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