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最新的 GPS/GNSS 天线可实现厘米级定位
图 1：GNSS。（图片来源：Molex）
借助全球定位系统 (GPS)/全球导航卫星系统 (GNSS) 天线，跟踪和定位应用就能访问 GPS/GNSS 卫星星座。这些天线可捕获太空发射的 L 波段信号，并将其传输到处理单元以确定接收器的位置。随着新信号和频率的出现以及依赖于高精度定位的应用日益增多，GNSS 天线的重要性亦随之提高。
GNSS 天线现已应用于诸多市场，但跟踪仍然是其主要应用，而精度和准确性则是其成功的关键因素。曾经人们一度认为米级精度已然很高，但是随着新的 CDNSS 技术推出以及对时钟、轨道和大气模型的改进，对厘米级定位精度的市场需求不断增长。如今，跟踪应用的用户已经不满足于知道自己正行驶于哪个车道，还想知道车辆在车道上的确切位置。所幸，卫星系统已经着手部署和激活 L-5 等新的 L 波段频率，藉此可提供厘米级精度。
DigiKey 供应的 Molex 天线支持能够实现精确 L-2 和 L-5 频率的 L 波段。此外，Molex 的设计人员还通过将高增益和高辐射效率的陶瓷贴片叠在一起，开发出层叠式贴片 GNSS 天线，可为高精度跟踪应用提供出色的信号处理能力和 GPS 精度，而无需单独设立基站。这些天线在 L1、L5 和 GLONASS 频段工作，可提供分米级到亚米级精度的地理空间数据。鉴于其高精度跟踪功能，这些天线成为 UAV、无人机、车辆安全系统和实时运动 (RTK) 系统等精确定位应用的理想之选。
图 2：车辆导航系统的 GNSS 天线。（图片来源：Molex）
精度、连续性和可靠性是 GNSS 天线成功的关键因素，而这些因素取决于天线的强度及其应用的某些方面。因此，请务必了解这些关键参数以便选择相应规格以满足您的需求。选择 GNSS 天线时需要考虑以下四个因素：
- 地区/频率
- 尺寸
- 材料和外形
- 天线放置位置
1.工作地区/传输频率
显而易见的是，天线必须在合适的 GNSS 信号频率范围内工作。不同地区使用不同的 GNSS 系统，例如美国用 GPS，俄罗斯用 GLONASS。如果您的产品具有地域性，那么了解相应的 GNSS 系统才能提高精度。
图 3：Molex 的层叠式 L1+L5 GPS 陶瓷贴片天线。（图片来源：Molex）
2.产品/天线尺寸
了解产品尺寸至关重要，因为产品及其 PCB 的尺寸决定了放置天线的位置。天线尺寸会改变其性能，放置不当会影响天线的输出功率、效率和方向性。
3.天线的材料和外形
陶瓷天线、柔性天线和各种复合天线都是 GNSS 跟踪器的可行选项，但是运行环境和跟踪设备的其他元器件会影响天线的材料选择及其传输效率。例如，对于可穿戴式跟踪设备，柔性天线更为适用；而对于恶劣环境应用，安装式金属天线才是明智选择。如需考虑尺寸，那么小型天线最为合适；如果应用要求方向固定，那么高增益天线将是解决方案。了解您的产品设计和应用才能确定合适的天线规格。
图 4：Molex 的紧凑型 SMT GPS 天线（高性能 LDS 版本）。（图片来源：Molex）
4.天线放置位置
内部还是外部？焊接还是通过电缆连接？放置位置会影响辐射模式和效率，并会决定系统的最佳性能和用户体验。如果天线安装在 PCB 上，请务必阅读天线的说明文档以了解其他要求。
要轻松应对这些设计和配置挑战，可向信誉良好的制造商或分销商购买天线，他们能提供技术支持来帮助您选择最适合应用的产品。DigiKey 供应多种 Molex 新一代 GNSS 天线。这些天线具有各种外形尺寸，可用于美国和全球卫星系统，可实现卓越的射频性能和高精度。
Molex 的 GNSS 天线设计解决方案
Molex 提供工程资源和行业专业知识，让您在通信和导航系统领域获得领先地位。从我们取得的进展即可看出，我们提供的解决方案适应了当前和未来的需求。访问 DigiKey 查看 Molex 产品，包括 LDS/MID、陶瓷天线、柔性天线、Wi-Fi 天线、组合式天线和层叠式贴片 GNSS 天线。此外，也可从 DigiKey 订购我们的物联网天线、LTE 蜂窝天线、LPWAN 天线、NFC 天线、UWB 天线和 ISM 天线，这些仅仅是我们丰富的天线解决方案系列中的一小部分。
图 5：Molex 陶瓷 GPS 天线可通过同轴电缆连接至 PCB。（图片来源：Molex）
关于此作者
Matt McWhinney 是一名电气工程师，在伊利诺斯州莱尔市的 Molex 担任天线业务开发经理。Matt 在消费、汽车和工业电子产品制造领域的技术产品管理和市场开发方面有着丰富的经验。
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