21、多频段、手持和有源 GNSS 天线技术解析

多频段、手持和有源 GNSS 天线技术解析

1. 圆锥螺旋天线

圆锥螺旋天线在 GNSS 领域有一定的应用。Padros 设计并测试了一款主要用于 GPS L1 和 L2 频段的圆锥螺旋天线，它是双线的，天线导线半径固定。不过，除了提供 L1 和 L2 频段的主极化和交叉极化辐射方向图外，像测量增益、相位中心变化（PCV）或群延迟等 GNSS 领域关注的信息并未给出。

Yun 设计的天线严格来说并非频率无关，因为双线导线半径固定，不像 Dyson 和 Mayes 最初提出的等角圆锥螺旋天线那样，半径随方位角变化。Granger 等人构建了用于伽利略系统的等角圆锥螺旋天线，但除了论文中的一张天线图片外，关于其设计特点和性能的信息很少。他们指出，四臂正交馈电的圆锥螺旋天线在更宽的仰角范围内能提供比双臂圆锥螺旋天线更好的轴比，但馈电安排更复杂。一般来说，当顶点半锥角约为 15°时，圆锥螺旋天线能够覆盖非常大的带宽。将圆锥螺旋天线安装在接地平面上方可增加增益，在天线底部放置吸收材料可进一步改善前后比。

2. 微带及其他宽带 GNSS 天线设计

2.1 覆盖 1.164 至 1.610 GHz 的宽带 GNSS 微带天线

Popugaev 等人设计了一种适用于高精度 GNSS 应用的新型低成本微带天线，能在 1.164 至 1.610 GHz 全频段工作。该天线由一个宽带匹配的方形微带贴片天线单元和四个探针馈电组成，周围环绕着 12 个楔形寄生元件。贴片天线宽 50 毫米、高 30 毫米，使用相对介电常数极低、几乎与空气相当的介电基板，大尺寸提供了更宽的带宽。四个探针馈电的相对相位分别为 0°、90°、180°和 270°，以产生右旋圆极化（