GPS天线解决方案.doc

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1、零件採購－GPS天線解決方案（羅清岳／DigiTimes.com）2006/04/10 根據ABI及IEK報告指出，GPS車用導航系統已被汽車廠列為未來擬訂導入的標準配備、美國E911法規要求行動電話，及其它手持式消費產品必須配備GPS導航功能，加上內建GPS功能各系統終端產品價格下滑等市場助力，促使GPS等相關產品的市佔率快速提升。　另外，全球產業對於電子產品要求輕、薄、短、小等特性之下，加上高度整合的訊號混合晶片作為RF前端功能，整個GPS系統包括了GPS、處理核心、嵌入式記憶體晶片，及小型電子元件構成

2、，這些使得GPS小型化形成了一股趨勢，也因這股發展趨勢，關係著未來GPS市場即將深入個人使用的範圍，有朝一日GPS將成為人們的日用必需品。■GPS天線設計不如想像中簡單　GPS整套系統已經從單一整合式產品逐漸發展成系統整合解決方案；從產品設計端來看，GPS導航設備廠商可以自行選擇GPS模組、晶片（智慧天線模組）藉以實現系統整合的目標。　嚴格看來，目前市場上GPS導航解決方式都有其優劣；因此，在選擇之前，廠商必須再根據整個系統環境條件做出設計評估，而這其中又以GPS天線及接收器模組被視為導航系統中的重要零組件

3、，GPS天線設計與接收器兩者又必須在相互搭配的情況下，才得以設計出一個GPS導航技術。　從GPS天線技術設計的角度來評估，其天線嚴格要求適用特性、易用性及定量性能標準、準確度、啟動性能、定位追蹤靈敏度及產品低功耗等。因此，這對GPS天線模組設計而言，造成不小的衝擊。　例如：天線設計小型化有可能會導致靈敏度降低；減少電源功耗雖然可透過縮小硬體架構得以實現，但對低功耗的追求卻又導致另一項性能的折衷，例如：減少通道數及搜尋頻道，在啟動性能方面也會因此受到影響。　從過去螺旋式Helix的技術到現今Patch薄皮式技

4、術，可以看出未來的GPS天線設計還存在著許多尚待解決的問題及研發空間。■設計中選擇使用智慧天線模組　由於具有系統整合快速和風險低的特點，在要求實現迅速產品定型、小量產和對進入市場時間要求嚴格的應用場合，GPS智慧天線模組是最適當的選擇。即使智慧天線模組包含了完全獨立的GPS功能，在使用過程中仍有一些設計工作有待進行，包括天線類型（片狀天線或螺旋天線）的選擇和將智慧天線模組嵌入到終端產品中去。　大多數智慧天線模組不是採用陶瓷片狀天線就是螺旋天線。片狀天線具有方向性，在輻射元的正交面上有最大增益。換句話說，水準

5、面上的輻射元對從天穹頂點發來的訊號具有最大增益。當水準面上接收仰角範圍很窄的時候，對這種高度中心式的靈敏性會造成較大影響。　片狀天線適合用於主要朝向上方的終端產品中，例如用在車載導航中，靠著擋風玻璃安裝在排氣罩上。另外，由輻射元尺寸和它下方輻射經過的接地面尺寸共同決定的天線孔徑（antennaaperture）大小，也會影響訊號接收靈敏性。　螺旋天線有相對較寬的方向特性：具有更寬的接收仰角，但峰值增益也相對較低。螺旋天線適合用於各個方向都要求能自由使用的終端產品中，如行動手持設備。　由於靠近人體時會干擾訊號

6、接收，在這種情況下使用螺旋天線造成的影響也相對較小，因而在距離人體組織或遠或近的位置、在各個方向手持終端產品時都能實現GPS接收。不過螺旋天線也存在一個缺點：天線孔徑小，限制了整體的接收靈敏度。■封裝式GSP智慧天線設計封裝式智慧天線是OEM智慧天線模組的一種替代選擇。在要求嵌入GPS的產品不做硬體改動的情況下，選擇封裝式智慧天線有一定優勢。封裝式智慧天線有兩種：分離式智慧天線和密耦合智慧天線。分離式智慧天線可以放在有較好天空視野的位置上，例如GPSmice。它們之間可透過RS-232、USB或藍芽進行通訊

7、，由主機（例如透過USB電源線）或充電電池供電。密耦合智慧天線可直接插入終端產品中，例如透過CF插槽（CompactFlashslot）。封裝式智慧天線是在像可攜PC和PDA這樣的標準可攜式硬體平台上執行的系統解決方案的理想選擇。在GSP導行系統整合的過程中，使用經過良好設計GPS天線，也能使天線設計與GPS模組和晶片組達到同樣的性能等級。當GSP被要求必須要快速實現終端產品的設計，要求降低開發成本或者內部研發資源有限的時候，智慧天線模組是切實可行的選擇方案，經過仔細挑選的智慧天線模組可以提供與傳統GPS晶

8、片組和模組整合相比的性能。■佳邦科技　佳邦科技是台灣主要GPS天線製造設計廠商，在與台灣多家GPS相關GPS接收器、GPS主機板等廠商策略聯盟後，經濟規模逐漸擴大，使佳邦科技成為台灣本土GPS天線廠商中的佼佼者，在技術方面也結合了SMD天線技術，以極微小型模組成為GPS衛星導航定位接收模組；另外，在複合式天線模組，也有GPS、GSM/WLAN功能複合式天線模組，可用於具有定位功能手持式無線通訊裝置。■SARANT