专利名称：一种gps接收天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种GPS接收天线。
背景技术：
GPS是全球定位系统的英文简称。当今移动通信行业蓬勃发展，特别是随着3G网 络的加速发展，高性能的GPS接收天线已成为必需设备。由于通信技术的不断发展，大气空 间电磁污染也日趋严重，为了保证移动通信系统能可靠高性能的工作。对GPS天线的性能 要求会更高，尤其在抗带外干扰能力方面的要求更加严格。目前主流的GPS天线多采用单个或者多个晶体管或者场效应管设计低噪声放大 电路，这种设计能获得放大的带内信号，但是带外抗干扰能力却很弱，在带外(fo士 100MHz) 处输入干扰信号，其增益变化远远大于1 db，且受温度、电压变化等因素的干扰较大，无法适 应可能出现的恶劣环境，如果遇到雷击，有可能发生烧毁终端接收设备的危险，甚至造成人 身伤害。而且目前市面上的产品屏蔽罩多是焊接在PCB板上，造成装配、测试和维修等方面 的诸多不便。
实用新型内容本实用新型的目的在于针对目前广泛使用的GPS接收天线所存在的不足提供一 种低噪声、强抗干扰、恒压、防雷的GPS接收天线。本实用新型的目的是这样实现的一种GPS接收天线，包括接收天线本体，还包括有低噪声放大器LNA，所述LNA由三 级滤波放大单元串接而成，每一级滤波放大单元由一个滤波器和一个放大器构成，三级滤 波放大单元构成一条滤波放大链路，在第二级和第三级滤波放大单元之间接入温度补偿控 制模块，当LNA增益随温度变化时，温度补偿控制模块对链路中的信号进行补偿，在LNA的 输出端接入防雷模块和恒压恒流控制模块，所述LNA的输入端连接到接收天线本体，LNA的 输出端连接到接收终端。作为上述技术方案的改良，本实用新型的进一步技术方案如下所述的接收天线本体、滤波放大链路、温度补偿控制模块、防雷模块和恒压恒流控 制模块均设于PCB板上。所述的PCB板设于外壳中，所述外壳由上盖和下盖构成，上盖和下盖螺纹连接。 所述的接收天线本体是陶瓷天线。所述的外壳上设有连接器，用于连接接收终端设备。所述的滤波放大单元是由介质带通滤波器和绝缘栅场效应晶体管构成的前置滤 波放大电路。所述的温度补偿控制模块是由温度补偿元件控制的可调射频衰减器。所述的恒压恒流控制模块是DC/DC转换芯片。所述的防雷模块采用三级防雷设计，由气体放电管构成第一级放电通路，两个半 导体放电管构成第二级和第三级放电通路。[0017]所述的PCB板上还设有一条封闭的接地金属屏蔽环，所述的滤波放大链路、温度 补偿控制模块、防雷模块和恒压恒流控制模块都位于屏蔽环内部，所述PCB板上扣合有一 屏蔽罩，所述屏蔽罩被挤压固定在PCB板和外壳之间，所述屏蔽罩与PCB板的接触面位于在 PCB板上的屏蔽环上。本实用新型与现有技术相比具有如下优点(1)带外抗干扰能力强，产品在带外(fo士 100MHz)处输入+17dBm的干扰信号时， 产品增益变化不大于IdB ；整机噪声系数低于1. 8dB。(2)通过温度补偿电路模块技术，使产品在超宽的温度变化范围内(-40°C至 +850C )，能自动调整整机增益，弥补了一般放大器在高温时增益变低，在低温时增益变高的 缺陷，使其在全温度范围内(-40°C至+85°C )，增益变化小于ldB。(3)通过恒压恒流电路模块技术，使产品在超宽电压变化时(DC +3. 5V-6V)，其整 机电流不变，增益不变；在带外(fo士 100MHz)处加大信号(+17dBm)干扰时，整机电流变化 小于4mA ο(4)通过多级防雷击电路模块设计，使产品的可靠性和防雷击浪涌性能得到提高， 按照IEC61000-4-5标准，能经受住4KV 1. 2/50us冲击电压的试验。(5)屏蔽罩可拆卸，使产品的组装、测试和维修更加方便。
图1是本实用新型的剖面图；图2是本实用新型的结构分解图；图3是本实用新型另一角度的结构分解图；图4是本实用新型的电原理图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但不作为对本实 用新型的限定。从图1、图2、图3中可以看出，外壳部分由上盖1和下盖2通过螺纹连接而成，螺 钉7穿过PCB板3上的贯穿孔3. 1和下盖2上的定位柱2. 1螺纹连接，屏蔽罩4被限定在3 个定位柱2. 1之间，并被PCB板3和下盖2挤压，使其紧扣在PCB板3上，其与PCB板3的 接触面正好落在PCB板3上的屏蔽环3. 3上。位于PCB板3底面上的低噪声放大单元LNA，温度补偿模块，恒压恒流模块，防雷模 块(图中未示出)均被罩扣在屏蔽罩4中，设于PCB板3上表面的陶瓷天线6接收信号后 馈电给PCB板上的馈电点，再经过PCB板上的各功能模块滤波、放大后输出，输出线缆8穿 过屏蔽罩上的小孔连接到设于下盖2上的N型连接器5上，N型连接器5通过其螺纹与信 号接收终端连接。图4是本实用新型的电原理图，LNA输入端设有前置带通滤波器F1，其带宽10MHz， 带外抑制20dB，插损0. 8dB，能有效的抑制带外干扰信号，将有用GPS信号送入绝缘栅场效 应晶体管Ql ；—共经过三级滤波三级放大和一级温度补偿增益自动控制电路，使系统增益 达到34-36dB左右，带外抑制在70dB以上，噪声系数优于2. OdB。第一级绝缘栅场效应晶体管Ql的栅极与第一级滤波器Fl连接，漏极经过电阻R5 与第二级滤波器F2相连，F2再经过电容C6连接到第二级绝缘栅场效应晶体管Q2的栅极，同理，Q2的漏极经过电阻R18、电容Cl 1和第三级滤波器连接到第三级放大器Q3的栅极，第 三级放大器Q3的漏极经过电阻R17和电容C15连接到输出端，三级放大器Ql、Q2、Q3的源 极均接地，这样三级滤波放大电路就形成了一条滤波放大链路。在滤波放大链路的第二级与第三级之间，接入一个温度补偿控制模块9，电阻R8、 R7、R10和可变电阻Rll共同控制射频二极管Dl的导通和截止，C8、C10是滤波电容，Dl的 负极通过电感L6接地，形成对地通路，当温度变化时，Rll的阻值发生变化，当Dl的正向电 压达到阶跃临界值时，此时Dl正向偏置，Dl导通，对滤波放大链路进行补偿，其控制范围在 2_5dB。能补偿一般放大器在高温时增益变低，在低温时增益变高的特性，使该产品在全温 度范围内(_40°C至+85°C )，增益基本不变。在滤波放大链路的输出端口接入防雷模块10，由第一级气体放电管TGl和并联的 两个半导体放电管TVl和TV2组成，强雷击信号经过气体放电管TGl瞬间放电与地形成通 路，几十伏残压再经过第一级TVl和第二级TV2半导体放电管与地形成通路进行放电，使雷 击信号趋近于0，有效的保护LNA，按照IEC61000-4-5标准，能经受住4KV 1. 2/50us冲击 电压的试验。在滤波放大链路的输出端接入恒压恒流控制模块11，由并联的滤波电容C18、 C19、C20和DC/DC转换芯片ICl组成稳压电路，使产品在超宽电压变化时(DC +3. 5V-6V)， 其整机电流不变，增益不变；在带外(fo士 100MHz)处加大信号(+17dBm)干扰时，整机电流 变化小于4mA ο本实用新型内置LNA的主要电气指标工作频段1575·42 士 5MHz增益34士2dB带内增益平坦度1575. 42士 1. 023MHz < IdB1575. 42 士 5MHz < 2dB噪声系数1.8dB typ. ( 2. 5dB 高温LNA 输出 IdB 压缩点> OdBm带外抑制f0= 1575. 42MHzf0 士 30MHz 25dB minf0 士 50MHz 45dB minf0 士 100MHz 70dB min大信号阻塞在带外100MHz加干扰信号+17dBm时，GPS天线的LNA增益不压缩 ldB，带内增益变化小于IdB，整机电流变化小于4mA ；在偏离中心频率100MHz的频率上输入 +17dbm的单音信号，在此情况下GPS接收机能正常工作。
权利要求一种GPS接收天线，包括接收天线本体，其特征在于还包括有低噪声放大器LNA，所述LNA由三级滤波放大单元串接而成，每一级滤波放大单元由一个滤波器和一个放大器构成，三级滤波放大单元构成一条滤波放大链路，在第二级和第三级滤波放大单元之间接入温度补偿控制模块，当LNA增益随温度变化时，温度补偿控制模块对链路中的信号进行补偿，在LNA的输出端接入防雷模块和恒压恒流控制模块，所述LNA的输入端连接到接收天线本体，LNA的输出端连接到接收终端。
2.根据权利要求1所述的一种GPS接收天线，其特征在于所述的接收天线本体、滤波 放大链路、温度补偿控制模块、防雷模块和恒压恒流控制模块均设于PCB板上。
3.根据权利要求2所述的一种GPS接收天线，其特征在于所述的PCB板设于外壳中， 所述外壳由上盖和下盖构成，上盖和下盖螺纹连接。
4.根据权利要求2所述的一种GPS接收天线，其特征在于所述的接收天线本体是陶 瓷天线。
5.根据权利要求3所述的一种GPS接收天线，其特征在于所述的外壳上设有连接器， 用于连接接收终端设备。
6.根据权利要求1所述的一种GPS接收天线，其特征在于所述的滤波放大单元是由 介质带通滤波器和绝缘栅场效应晶体管构成的前置滤波放大电路。
7.根据权利要求1所述的一种GPS接收天线，其特征在于所述的温度补偿控制模块 是由温度补偿元件控制的可调射频衰减器。
8.根据权利要求1所述的一种GPS接收天线，其特征在于所述的恒压恒流控制模块 是DC/DC转换芯片。
9.根据权利要求1所述的一种GPS接收天线，其特征在于所述的防雷模块采用三级 防雷设计，由气体放电管构成第一级放电通路，两个半导体放电管构成第二级和第三级放 电通路。
10.根据权利要求2-5任一项所述的一种GPS接收天线，其特征在于所述的PCB板上 还设有一条封闭的接地金属屏蔽环，所述的滤波放大链路、温度补偿控制模块、防雷模块和 恒压恒流控制模块都位于屏蔽环内部，所述PCB板上扣合有一屏蔽罩，所述屏蔽罩被挤压 固定在PCB板和外壳之间，所述屏蔽罩与PCB板的接触面位于在PCB板上的屏蔽环上。
专利摘要一种GPS接收天线，包括接收天线本体，还包括有低噪声放大器LNA，所述LNA由三级滤波放大单元串接而成，每一级滤波放大单元由一个滤波器和一个放大器构成，三级滤波放大单元构成一条滤波放大链路，在第二级和第三级滤波放大单元之间接入温度补偿控制模块，当LNA增益随温度变化时，温度补偿控制模块对链路中的信号进行补偿，在LNA的输出端接入防雷模块和恒压恒流控制模块，所述LNA的输入端连接到接收天线本体，LNA的输出端连接到接收终端，实现了低噪声、带外抗干扰能力强，防雷，能适应剧烈天气变化，且易于装配、测试和维修。
文档编号H01Q1/48GK201699137SQ20092005410
公开日2011年1月5日 申请日期2009年4月2日 优先权日2009年4月2日
发明者吴中林, 张盛兴, 朱艳青, 李红, 黄锦军 申请人:广东通宇通讯设备有限公司