33、GNSS天线特性测量全解析

GNSS天线特性测量全解析

1. GNSS天线特性测量基础

在测量GNSS天线特性时，内置混合器的天线会出现一些特殊情况。天线输入端子的信号会被分流到混合器的隔离端口，这会导致测量的回波损耗显示出较低的电压驻波比（VSWR），使测量结果显示的带宽比实际带宽宽很多。为避免此类问题，对于内置混合器的商用GNSS天线，最好通过测量增益随频率的变化（增益带宽）来确定其真实带宽，而非使用网络分析仪测量回波损耗。

有源GNSS天线的测量也颇具挑战。由于天线内部集成了多个有源组件，其贡献难以与无源天线分离。对于这类天线，第3章提到的G/T比是衡量其性能的有效指标。此外，有源天线的群延迟也是个问题，因为内置的低噪声放大器（LNA）、带通滤波器等设备都有各自的频率响应特性，可能会影响群延迟。

2. GNSS天线辐射方向图测量区域

在测量GNSS天线辐射方向图时，需要考虑不同的区域，这些区域由天线尺寸（D）、波长（λ）以及与源天线的距离（R）的关系决定。
- 远场区域（Fraunhofer区域） ：这是天线前方的空间区域，电场和磁场的径向依赖关系近似为 ( \frac{e^{ikr}}{r} )，其中 ( k = \frac{2\pi}{\lambda} ) 是波数，r是距天线中心的径向距离。远场的内半径是天线方向图测量的关键参数，Yaghjian估计该距离为 ( R = \frac{2D^2}{\lambda} + \lambda )，额外的λ项是为了考虑天线最大尺寸D小于波长的情况。传统定义的远场距离通常为 ( R = \frac{2D^2}{\lambda} )。
- 近场区域