4、GNSS天线性能参数解析

GNSS天线性能参数解析

1. GNSS天线的方向性和增益

1.1 增益要求

GNSS天线的增益在不同环境和仰角下有特定要求。环境因素不会使增益低于 -3.3 dBic。对于机载天线，RTCA为GPS L1频段、EUROCAE为伽利略E5频段规定了天线增益与仰角的关系。具体如下表所示：

| 表1.3：L1 - E5频段最小增益与仰角关系 |
| ---- | ---- |
| 仰角（度） | 最小增益（dBic） |
| >15 | -2 |
| 10 | -3 |
| 5 | -4.5 |
| 0 | -7.5 |

| 表1.4：L1 - E5频段最大增益与仰角关系 |
| ---- | ---- |
| 仰角（度） | 最大增益（dBic） |
| 5 | 5.0 |
| 0（地平线） | -2 |
| 低于 -30 | -10 |

其中，5°仰角是低仰角遮蔽角，能产生最佳的精度稀释（DOP）和卫星可用性。后续还会根据GNSS接收机前端使用的组件，计算在此遮蔽角下捕获和跟踪卫星所需的最小载噪比（C/N0）。

1.2 波束宽度、孔径尺寸与定向增益的关系

天线波束内辐射的能量会随偏离视轴方向的角度而变化，后瓣和旁瓣的辐射也会造成能量损失。通过考虑理想化的天线方向图模型，可以得到天线定向增益与两个正交平面波束宽度之间的简单关系。假设天线方向图均匀，定向增益等于各向同性球体的面积（4πr²）除以代表辐射波束的扇形截面积。

天线的定向增益与两个正交波束宽度的乘积成反