GPS智能天线模块在系统集成中的选择和性能考量

测试，产品方可定型，在开发过程中强烈建议与GPS厂商紧密合作。总之，高昂的设计费用、较大风险和复杂的物料来源(20-40个来自不同半导体公司的元件)，使得这种方式仅适用于有大规模应用潜力的产品。

GPS模块可以作为芯片组的替代选择。模块包含完整的GPS功能，允许开发工程师进行快速系统集成，而无需面对在开发过程中RF和GPS设计缺陷的麻烦。开发工程师只需要具备基本的RF知识，指定天线类型并将天线设计到模块的链路上。模块采用表面贴装焊盘，可适用于自动贴装和焊接流水线，因而对于中等和大批量生产项目来说是一种很有吸引力的选择。从备料角度来看，使用模块比采购数量众多的元件更为容易，同时，由于供应商已经对GPS模块做过全面测试，因此只需要进行相对简单的产品测试。

图2:系统集成等级

GPS接收板本身带专用RF和I/O接头，体积虽然大于GPS模块，但却进一步简化了系统集成工作。使用过程中除了选择一款带合适连接电缆和接头的有源GPS天线外，不需要做其它与RF相关的设计工作。当易用性和划算的产品可靠性是重点考虑的因素时，插入式接收板是最佳的选择方案。

当能否迅速完成产品定型或迅速将产品投放市场成为产品成功与否的决定因素时，GPS智能天线模块是最佳的选择。智能天线模块包含完整的GPS接收机，带内置天线。智能天线模块有两种应用形式：一种是OEM智能天线模块，用于终端集成，另一种是将智能天线封装到某个组件中。

设计中选择使用智能天线模块

由于具有系统集成快速和风险低的特点，在要求实现迅速产品定型、小批量生产和对进入市场时间要求严格的应用场合，GPS智能天线模块是最适当的选择。即使智能天线模块包含了完全独立的GPS功能，在使用过程中仍有一些设计工作有待进行，包括天线类型(片状天线或螺旋天线)的选择和将智能天线模块嵌入到终端产品中去。

大多数智能天线模块不是采用陶瓷片状天线就是螺旋天线。片状天线具有方向性，在辐射元的正交面上有最大增益。换句话说，水平面上的辐射元对从天穹顶点发来的信号具有最大增益。当水平面上接收仰角范围很窄的时候，对这种高度中心式的灵敏性会造成较大影响。片状天线适合用于主要朝向上方的终端产品中，例如用在车载导航中，靠着挡风玻璃安装在排气罩上。另外，由辐射元尺寸和它下方辐射经过的接地面尺寸共同决定的天线孔径(antenna aperture)大小，也会影响信号接收灵敏性。

螺旋天线有相对较宽的方向特性：具有更宽的接收仰角，但峰值增益也相对较低。螺旋天线适合用于各个方向都要求能自由使用的终端产品中，如移动手持设备。由于靠近人体时会干扰信号接收，在这种情况下使用螺旋天线造成的影响也相对较小，因而在距离人体组织或远或近的位置、在各个方向手持终端产品时都能实现GPS接收。不过螺旋天线也存在一个缺点：天线孔径小，限制了整体的接收灵敏度。

下面列出的几点影响智能天线模块在终端产品中嵌入应用的因素：

1.在选择智能天线模块前应了解终端产品的主要定位方向和使用方式：例如，电子设备是被放置在平面上工作还是被拿在手里、与水平面呈一定倾角贴近人体头部使用。
2.天线集成的位置不能靠近噪声源，如内部处理器和发光LCD显示屏。
3.终端产品的外壳材料对天线性能有影响。外壳或屏蔽层材料的介电常数、厚度以及到天线表面的间距都会影响片状天线的谐振频率。因此，良好设计的OEM智能天线模块都按照厂商规范使用封装外壳，已经对偏移谐振频率进行了归零校准。

封装式智能天线

封装式智能天线是OEM智能天线模块的一种替代选择。在要求嵌入GPS的产品不做硬件改动的情况下，选择封装式智能天线有一定优势。封装式智能天线有两种：分立式智能天线和密耦合智能天线。分立式智能天线可以放在有较好天空视野的位置上，例如GPS鼠(GPS mice)。它们之间通过RS-232、USB或蓝牙进行通信，由主机(例如通过USB电源线)或充电电池供电。密耦合智能天线可直接插入终端产品中去，例如通过CF插槽(Compact Flash slot)。

封装式智能天线是在像便携PC和PDA这样的标准便携硬件平台上运行的系统解决方案的理想选择。

本文结论

在集成设计工作中使用经过良好设计的智能天线，可以提供与使用GPS模块和芯片组同样高的性能等级。在日本，新宿是路测环境最苛刻的城市之一。市内道路两侧高楼林立，天空视野有限，对接收机的多径抑制能力提出了严格考验。智能天线模块内含16通道ANTARIS定位技术，在如此恶劣的定位环境下仍能提供出色性能。

当要求快速实现终端产品的设计，要求降低开发成本或者内部研发资源有限的时候，智能天线