详解如何对GPS天线进行性能测试

GPS全球定位系统已被全球的消费市场广泛采用，不仅被用于专业或商业领域，如军事跟踪、运输车队、科技探索， 而且还普遍用于许多消费类产品，如手机和个人数据助理(PDA)设备上。实际上，车载GPS导航系统近几年来已经成为美国、欧洲和日本市场上中高端汽车的标准配备。目前中国产的GPS相关产品也越来越多，GPS产品的应用在中国也是越来越普遍了，相应的人们遇到的GPS问题也是与日俱增，根据摩尔实验室（MORLAB）对GPS产品的检测经验，事实上目前很大一部分GPS接受机性能不稳定的根源，其实是由GPS接受天线所产生的，因此对GPS天线性能测试的要求是必须而迫切的。

GPS接收天线的作用是将卫星传来的无线电信号的电磁波能量变换成接收机电子器件可摄取应用的电流。通常对于专用设备或车载设备而言,由于设备与GPS接收模块之前往往有一定距离, 考虑到安装的便利性则可能在现实环境中会使用超过1米的溃线, 但由于馈线对信号有不少的损耗，在这种情况下我们只能选择有源GPS天线。所谓有源天线，是指天线中装有RF前置放大器或低噪声放大器的GPS天线。

本文所述的有源GPS天线测试可在MORLAB的OTA天线测试实验室中进行。总体测试架构类似于普通无源天线的测试环境，主要变化是需要增加一个Antenna splitter，把DC直流信号隔离，使其不能输入到测试系统，但同时又能给GPS天线供电。 由于有源GPS天线内含单向放大器，GPS的工作形式又为纯接收机方式。因此，在测试时需要对测试系统进行相关特殊设置，使测试天线探头从原来的接收状态改为发射状态，GPS天线接收信号后，经射频线再传给VNA作数据分析。

GPS天线作为GPS设备中最重要的接收部件, 它起到的作用就像是人的“耳朵”。因此GPS天线的性能好坏将直接关系到GPS整机的产品质量。经过对有源GPS天线的测试，可以帮助厂家确认GPS天线其的中心频率是否正确，验正增益和方向性等性能指标是否达到设计要求。通过GPS的OTA测试，将帮助GPS天线厂家及整机生产厂家改进GPS产品的接受性能，同时也给GPS产品经销商提供了一种检验GPS产品质量的新途径和新方法。

GPS天线测试系统总体框图

GPS天线测试现场

某GPS天线样品1575.42MHz GPS中心频率增益下陷

GPS天线3D方向图