GPS授时天线的设计原则

GPS授时天线是专门为授时设备提供的天线，能够满足基站、电力、时钟等各个行业对授时天线的需求。但GPS授时天线不能是简单地实现功能，而要从专业设计、使用环节的角度设计产品，性能指标留有充分的余地;那么其的设计原则是什么呢?下面由的技术人员告诉大家：

1、防雷设计

雷电呈现的形式不是单一的，有直击雷、感应雷等，而雷电对某一特定对象的破坏渠道也不是单一的，有空间通道、馈线通道、供电通道等。任何一个单一的防露器件，都无法保证所有保护对象的防雷安全，而要采用综合治理、整体防范、多重保护的防雷措施

(1)避雷针防雷

一次中等的雷电能释放大约25.30库仑的电量，避雷针的作用是把闪电引向自身，并沿番它流入大地，是抗直击雷的主要手段。而避雷针所产生静二次效应，帮感应过电压翻反击过电压，避雷针本身无法解决。

(2)避雷器防雷

传统避雷器：阀式避雷器，真空放电管等，已不适应现代通信设备的避雷要求。氧化锌避雷器由于导通性能好，导通时间快而被广泛应用，但它的残压较高对高速率或精密设备仍难以胜任防雷需要。

因此针对授时天线的特殊要求，研制的过直流避雷器是为了给天线中的放大器提供直流通路的改型IQ避雷器。串联在馈线中央或接收机的附近，起到进一步防雷保护。

2、抗干扰设计

从一般意义上而言，GPS是一个容易受到干扰的系统，目前，有很多针对GPS的廉价干扰机，可以干扰几公里外的接收机。我们这里不就有意的干扰讨论，而只针对无意的干扰。非恶意的干扰实际上就是射频能量的干扰，使接收信道饱和、出现严重的交调、堵塞、直至烧毁，大部分情况下通过射频滤波就能解决。

通常，GPS天线有一项指标：在偏离中心频率(1575MHz)“50”MHz时衰减“20”dB。其实，这是一个片面的指标。因为这种选择性几乎完全是介质滤波器的功劳，而这种介质滤波器的损耗大，不能放在放大器的前边，只能放在第一级、甚至第二级放大器后边。因此，为了保护第一级放大器，必须在无源天线和第一级放大器之间配置一个滤波器，称为前置滤波器。前置滤波器应该具有对1575MHz的信号插入损耗小于0.5dB，对50MHz以外的信号插入损耗20dB以上的性能，这样的滤波器要刚金属腔体的滤波器形式，但是这种滤波器体积大，约30mm x 30mm x 13mm，成本高，只能用于少数场合。

3、接收通道设计

天线接收到的信号经过避雷器、前置滤波，第一级低噪声放大后，还需要用介质滤波器窄带滤波，增强抗干扰性能。介质放大器的体积小，6mm x 5mm x 3mm，1575MHz时的损耗约2.5dB，偏离中心频率50MHz时损耗约20dB。

综上所述，GPS授时天线的设计原则为：天线收到的信号先经避雷器，然后前置滤波、低噪声放大、窄带滤波，再接第二级放大器。对于抗干扰要求很高的场合，在天线的放大器前需加一个腔体滤波器作为前置滤波器。保证天线的灵敏度。选择聚四复乙稀等优质微波基片，提高无源天线的效率和增益。在放大器前面接入避雷器、前置滤波器后。噪声系数应小于2dB，放大器增益要足够高，通常有25dB，35dB，45dB三档。配有输出接地线。标准的授时天线应将无源天线和放大器之间的避雷器接地线直接引出。