專利名稱：一種gps接收天線的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種GPS接收天線。
背景技術：
GPS是全球定位系統的英文簡稱。當今移動通信行業蓬勃發展，特別是隨著3G網 絡的加速發展，高性能的GPS接收天線已成為必需設備。由于通信技術的不斷發展，大氣空 間電磁污染也日趨嚴重，為了保證移動通信系統能可靠高性能的工作。對GPS天線的性能 要求會更高，尤其在抗帶外干擾能力方面的要求更加嚴格。目前主流的GPS天線多采用單個或者多個晶體管或者場效應管設計低噪聲放大 電路，這種設計能獲得放大的帶內信號，但是帶外抗干擾能力卻很弱，在帶外(fo士 100MHz) 處輸入干擾信號，其增益變化遠遠大于1 db，且受溫度、電壓變化等因素的干擾較大，無法適 應可能出現的惡劣環境，如果遇到雷擊，有可能發生燒毀終端接收設備的危險，甚至造成人 身傷害。而且目前市面上的產品屏蔽罩多是焊接在PCB板上，造成裝配、測試和維修等方面 的諸多不便。
實用新型內容本實用新型的目的在于針對目前廣泛使用的GPS接收天線所存在的不足提供一 種低噪聲、強抗干擾、恒壓、防雷的GPS接收天線。本實用新型的目的是這樣實現的一種GPS接收天線，包括接收天線本體，還包括有低噪聲放大器LNA，所述LNA由三 級濾波放大單元串接而成，每一級濾波放大單元由一個濾波器和一個放大器構成，三級濾 波放大單元構成一條濾波放大鏈路，在第二級和第三級濾波放大單元之間接入溫度補償控 制模塊，當LNA增益隨溫度變化時，溫度補償控制模塊對鏈路中的信號進行補償，在LNA的 輸出端接入防雷模塊和恒壓恒流控制模塊，所述LNA的輸入端連接到接收天線本體，LNA的 輸出端連接到接收終端。作為上述技術方案的改良，本實用新型的進一步技術方案如下所述的接收天線本體、濾波放大鏈路、溫度補償控制模塊、防雷模塊和恒壓恒流控 制模塊均設于PCB板上。所述的PCB板設于外殼中，所述外殼由上蓋和下蓋構成，上蓋和下蓋螺紋連接。 所述的接收天線本體是陶瓷天線。所述的外殼上設有連接器，用于連接接收終端設備。所述的濾波放大單元是由介質帶通濾波器和絕緣柵場效應晶體管構成的前置濾 波放大電路。所述的溫度補償控制模塊是由溫度補償元件控制的可調射頻衰減器。所述的恒壓恒流控制模塊是DC/DC轉換芯片。所述的防雷模塊采用三級防雷設計，由氣體放電管構成第一級放電通路，兩個半 導體放電管構成第二級和第三級放電通路。[0017]所述的PCB板上還設有一條封閉的接地金屬屏蔽環，所述的濾波放大鏈路、溫度 補償控制模塊、防雷模塊和恒壓恒流控制模塊都位于屏蔽環內部，所述PCB板上扣合有一 屏蔽罩，所述屏蔽罩被擠壓固定在PCB板和外殼之間，所述屏蔽罩與PCB板的接觸面位于在 PCB板上的屏蔽環上。本實用新型與現有技術相比具有如下優點(1)帶外抗干擾能力強，產品在帶外(fo士 100MHz)處輸入+17dBm的干擾信號時， 產品增益變化不大于IdB ；整機噪聲系數低于1. 8dB。(2)通過溫度補償電路模塊技術，使產品在超寬的溫度變化范圍內(-40°C至 +850C )，能自動調整整機增益，彌補了一般放大器在高溫時增益變低，在低溫時增益變高的 缺陷，使其在全溫度范圍內(-40°C至+85°C )，增益變化小于ldB。(3)通過恒壓恒流電路模塊技術，使產品在超寬電壓變化時(DC +3. 5V-6V)，其整 機電流不變，增益不變；在帶外(fo士 100MHz)處加大信號(+17dBm)干擾時，整機電流變化 小于4mA ο(4)通過多級防雷擊電路模塊設計，使產品的可靠性和防雷擊浪涌性能得到提高， 按照IEC61000-4-5標準，能經受住4KV 1. 2/50us沖擊電壓的試驗。(5)屏蔽罩可拆卸，使產品的組裝、測試和維修更加方便。
圖1是本實用新型的剖面圖；圖2是本實用新型的結構分解圖；圖3是本實用新型另一角度的結構分解圖；圖4是本實用新型的電原理圖。
具體實施方式

以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，但不作為對本實 用新型的限定。從圖1、圖2、圖3中可以看出，外殼部分由上蓋1和下蓋2通過螺紋連接而成，螺 釘7穿過PCB板3上的貫穿孔3. 1和下蓋2上的定位柱2. 1螺紋連接，屏蔽罩4被限定在3 個定位柱2. 1之間，并被PCB板3和下蓋2擠壓，使其緊扣在PCB板3上，其與PCB板3的 接觸面正好落在PCB板3上的屏蔽環3. 3上。位于PCB板3底面上的低噪聲放大單元LNA，溫度補償模塊，恒壓恒流模塊，防雷模 塊(圖中未示出)均被罩扣在屏蔽罩4中，設于PCB板3上表面的陶瓷天線6接收信號后 饋電給PCB板上的饋電點，再經過PCB板上的各功能模塊濾波、放大后輸出，輸出線纜8穿 過屏蔽罩上的小孔連接到設于下蓋2上的N型連接器5上，N型連接器5通過其螺紋與信 號接收終端連接。圖4是本實用新型的電原理圖，LNA輸入端設有前置帶通濾波器F1，其帶寬10MHz， 帶外抑制20dB，插損0. 8dB，能有效的抑制帶外干擾信號，將有用GPS信號送入絕緣柵場效 應晶體管Ql ；—共經過三級濾波三級放大和一級溫度補償增益自動控制電路，使系統增益 達到34-36dB左右，帶外抑制在70dB以上，噪聲系數優于2. OdB。第一級絕緣柵場效應晶體管Ql的柵極與第一級濾波器Fl連接，漏極經過電阻R5 與第二級濾波器F2相連，F2再經過電容C6連接到第二級絕緣柵場效應晶體管Q2的柵極，同理，Q2的漏極經過電阻R18、電容Cl 1和第三級濾波器連接到第三級放大器Q3的柵極，第 三級放大器Q3的漏極經過電阻R17和電容C15連接到輸出端，三級放大器Ql、Q2、Q3的源 極均接地，這樣三級濾波放大電路就形成了一條濾波放大鏈路。在濾波放大鏈路的第二級與第三級之間，接入一個溫度補償控制模塊9，電阻R8、 R7、R10和可變電阻Rll共同控制射頻二極管Dl的導通和截止，C8、C10是濾波電容，Dl的 負極通過電感L6接地，形成對地通路，當溫度變化時，Rll的阻值發生變化，當Dl的正向電 壓達到階躍臨界值時，此時Dl正向偏置，Dl導通，對濾波放大鏈路進行補償，其控制范圍在 2_5dB。能補償一般放大器在高溫時增益變低，在低溫時增益變高的特性，使該產品在全溫 度范圍內(_40°C至+85°C )，增益基本不變。在濾波放大鏈路的輸出端口接入防雷模塊10，由第一級氣體放電管TGl和并聯的 兩個半導體放電管TVl和TV2組成，強雷擊信號經過氣體放電管TGl瞬間放電與地形成通 路，幾十伏殘壓再經過第一級TVl和第二級TV2半導體放電管與地形成通路進行放電，使雷 擊信號趨近于0，有效的保護LNA，按照IEC61000-4-5標準，能經受住4KV 1. 2/50us沖擊 電壓的試驗。在濾波放大鏈路的輸出端接入恒壓恒流控制模塊11，由并聯的濾波電容C18、 C19、C20和DC/DC轉換芯片ICl組成穩壓電路，使產品在超寬電壓變化時(DC +3. 5V-6V)， 其整機電流不變，增益不變；在帶外(fo士 100MHz)處加大信號(+17dBm)干擾時，整機電流 變化小于4mA ο本實用新型內置LNA的主要電氣指標工作頻段1575·42 士 5MHz增益34士2dB帶內增益平坦度1575. 42士 1. 023MHz < IdB1575. 42 士 5MHz < 2dB噪聲系數1.8dB typ. ( 2. 5dB 高溫LNA 輸出 IdB 壓縮點> OdBm帶外抑制f0= 1575. 42MHzf0 士 30MHz 25dB minf0 士 50MHz 45dB minf0 士 100MHz 70dB min大信號阻塞在帶外100MHz加干擾信號+17dBm時，GPS天線的LNA增益不壓縮 ldB，帶內增益變化小于IdB，整機電流變化小于4mA ；在偏離中心頻率100MHz的頻率上輸入 +17dbm的單音信號，在此情況下GPS接收機能正常工作。

權利要求一種GPS接收天線，包括接收天線本體，其特征在于還包括有低噪聲放大器LNA，所述LNA由三級濾波放大單元串接而成，每一級濾波放大單元由一個濾波器和一個放大器構成，三級濾波放大單元構成一條濾波放大鏈路，在第二級和第三級濾波放大單元之間接入溫度補償控制模塊，當LNA增益隨溫度變化時，溫度補償控制模塊對鏈路中的信號進行補償，在LNA的輸出端接入防雷模塊和恒壓恒流控制模塊，所述LNA的輸入端連接到接收天線本體，LNA的輸出端連接到接收終端。
2.根據權利要求1所述的一種GPS接收天線，其特征在于所述的接收天線本體、濾波 放大鏈路、溫度補償控制模塊、防雷模塊和恒壓恒流控制模塊均設于PCB板上。
3.根據權利要求2所述的一種GPS接收天線，其特征在于所述的PCB板設于外殼中， 所述外殼由上蓋和下蓋構成，上蓋和下蓋螺紋連接。
4.根據權利要求2所述的一種GPS接收天線，其特征在于所述的接收天線本體是陶 瓷天線。
5.根據權利要求3所述的一種GPS接收天線，其特征在于所述的外殼上設有連接器， 用于連接接收終端設備。
6.根據權利要求1所述的一種GPS接收天線，其特征在于所述的濾波放大單元是由 介質帶通濾波器和絕緣柵場效應晶體管構成的前置濾波放大電路。
7.根據權利要求1所述的一種GPS接收天線，其特征在于所述的溫度補償控制模塊 是由溫度補償元件控制的可調射頻衰減器。
8.根據權利要求1所述的一種GPS接收天線，其特征在于所述的恒壓恒流控制模塊 是DC/DC轉換芯片。
9.根據權利要求1所述的一種GPS接收天線，其特征在于所述的防雷模塊采用三級 防雷設計，由氣體放電管構成第一級放電通路，兩個半導體放電管構成第二級和第三級放 電通路。
10.根據權利要求2-5任一項所述的一種GPS接收天線，其特征在于所述的PCB板上 還設有一條封閉的接地金屬屏蔽環，所述的濾波放大鏈路、溫度補償控制模塊、防雷模塊和 恒壓恒流控制模塊都位于屏蔽環內部，所述PCB板上扣合有一屏蔽罩，所述屏蔽罩被擠壓 固定在PCB板和外殼之間，所述屏蔽罩與PCB板的接觸面位于在PCB板上的屏蔽環上。
專利摘要一種GPS接收天線，包括接收天線本體，還包括有低噪聲放大器LNA，所述LNA由三級濾波放大單元串接而成，每一級濾波放大單元由一個濾波器和一個放大器構成，三級濾波放大單元構成一條濾波放大鏈路，在第二級和第三級濾波放大單元之間接入溫度補償控制模塊，當LNA增益隨溫度變化時，溫度補償控制模塊對鏈路中的信號進行補償，在LNA的輸出端接入防雷模塊和恒壓恒流控制模塊，所述LNA的輸入端連接到接收天線本體，LNA的輸出端連接到接收終端，實現了低噪聲、帶外抗干擾能力強，防雷，能適應劇烈天氣變化，且易于裝配、測試和維修。
文檔編號H01Q1/48GK201699137SQ20092005410
公開日2011年1月5日 申請日期2009年4月2日 優先權日2009年4月2日
發明者吳中林, 張盛興, 朱艷青, 李紅, 黃錦軍 申請人:廣東通宇通訊設備有限公司