GPS有源天線和無(wú)源天線概述

- GPS天線是用于接收衛(wèi)星信號(hào)以實(shí)現(xiàn)定位和導(dǎo)航功能的關(guān)鍵部件，根據(jù)是否需要外部電源供應(yīng)，可分為有源天線和無(wú)源天線 。

- GPS無(wú)源天線：通常是由陶瓷介質(zhì)構(gòu)成的平板式天線，多數(shù)為正方形設(shè)計(jì)，尺寸一般在2525到1212mm之間。其表面的銀層和陶瓷體產(chǎn)生共振來(lái)接收衛(wèi)星信號(hào)，面積越大，共振頻率越高，接收效果相對(duì)越好。由于不需要電源供電，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，占空體積小，適合于緊湊型空間的GPS導(dǎo)航產(chǎn)品，如藍(lán)牙GPS、手機(jī)GPS及其他小型GPS消費(fèi)類產(chǎn)品.

- GPS有源天線：是由陶瓷天線、低噪聲信號(hào)模塊（LNA）、線纜、接頭組成，外加一個(gè)密封防水圈，具有高增益、抗干擾性強(qiáng)的特點(diǎn)。LNA可將信號(hào)放大和濾波，一般有兩級(jí)低噪聲放大器進(jìn)行天線前端信號(hào)放大，以補(bǔ)償天線長(zhǎng)度帶來(lái)的信號(hào)衰減，放大后的信號(hào)經(jīng)電纜輸出，電纜同步提供LNA所需要的直流電壓.

 信號(hào)強(qiáng)度對(duì)比

- 理論分析：GPS衛(wèi)星信號(hào)強(qiáng)度約為-166dBW左右，屬于比較弱的信號(hào)。無(wú)源天線直接接收衛(wèi)星信號(hào)，沒(méi)有信號(hào)放大功能，其信號(hào)強(qiáng)度相對(duì)較弱，一般增益在3dbi左右 。而有源天線通過(guò)內(nèi)置的LNA對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大，增益通常在18dbi左右，能夠有效增強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度，提高定位的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性.

- 實(shí)際應(yīng)用：在實(shí)際使用中，無(wú)源天線由于沒(méi)有放大功能，對(duì)于一些對(duì)信號(hào)要求不高、使用環(huán)境較好的設(shè)備，如普通的車載導(dǎo)航、智能手表等，也能夠滿足基本的定位需求。但在一些信號(hào)較弱、環(huán)境干擾較大的場(chǎng)景下，如有高樓大廈阻擋、山區(qū)等復(fù)雜地形，或者設(shè)備與GPS接收模塊之間距離較遠(yuǎn)的情況下，有源天線的優(yōu)勢(shì)就會(huì)更加明顯，能夠更好地接收和處理衛(wèi)星信號(hào)，提供更穩(wěn)定、更準(zhǔn)確的定位信息.

 抗干擾能力對(duì)比

- 無(wú)源天線：由于沒(méi)有額外的電路元件，無(wú)源天線本身的抗干擾能力相對(duì)較弱。其對(duì)PCB的設(shè)計(jì)及整機(jī)的EMI設(shè)計(jì)要求較高，在天線附近不能有電磁干擾，否則會(huì)影響信號(hào)的接收質(zhì)量.

- 有源天線：有源天線中的LNA不僅可以放大信號(hào)，還具有一定的濾波功能，能夠有效抑制噪聲和干擾信號(hào)，提高信號(hào)的信噪比。此外，有源天線的安裝位置可以遠(yuǎn)離GPS設(shè)備或其他電器設(shè)備，選擇干擾源最小的理想環(huán)境，進(jìn)一步增強(qiáng)了抗干擾能力.

 適用場(chǎng)景對(duì)比

- 無(wú)源天線：適用于對(duì)天線性能要求不高、空間有限且成本敏感的場(chǎng)合，如小型消費(fèi)類電子產(chǎn)品中的GPS功能模塊。這些設(shè)備通常在開(kāi)闊環(huán)境下使用，對(duì)定位精度的要求不是特別高，無(wú)源天線的小巧體積和低成本能夠滿足其需求.

- 有源天線：廣泛應(yīng)用于對(duì)定位精度要求高、信號(hào)環(huán)境復(fù)雜的領(lǐng)域，如精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、航空航天、車載導(dǎo)航等。在這些場(chǎng)景中，穩(wěn)定可靠的信號(hào)接收至關(guān)重要，有源天線能夠更好地適應(yīng)各種惡劣環(huán)境，提供高精度的定位信息，確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行.

 
北斗/GPS外置天線 KH1GBC-45

 結(jié)論

綜合來(lái)看，GPS有源天線在信號(hào)強(qiáng)度、抗干擾能力等方面相對(duì)無(wú)源天線具有一定的優(yōu)勢(shì)，更適合于對(duì)定位精度和信號(hào)質(zhì)量要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景。然而，無(wú)源天線也因其簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)、低廉的成本和較小的體積，在一些特定的消費(fèi)類電子產(chǎn)品中有著廣泛的應(yīng)用。在選擇GPS天線時(shí)，需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求、使用環(huán)境以及成本等因素綜合考慮，以確定哪種天線更適合您的設(shè)備。