GPS天線靜電保護方案

方案簡介

GPS天線，又稱為衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)天線，是一種專門用于接收和發(fā)送GPS信號的天線。其主要作用是接收從衛(wèi)星發(fā)出的GPS信號，并將這些信號傳輸給導航設備或其他相關設備，通過處理這些信號，可以確定設備的精確位置。GPS天線利用電磁波的傳播和接收來實現(xiàn)定位和導航功能，廣泛應用于地面測繪、航空和無人駕駛等領域。

但由于外置天線長期暴露在室外，如遇雷暴天氣，惡劣的電磁環(huán)境易通過天線引入干擾到PCB板，導致后端芯片的損壞、系統(tǒng)重啟、死機等現(xiàn)象，而內(nèi)置天線也有可能因為其他元件安裝和插拔導致靜電事件的產(chǎn)生，必然給后續(xù)產(chǎn)品的穩(wěn)定性及可靠性帶來一定隱患。此方案采用封裝體積小、響應速度快、結(jié)電容低的ESD做靜電保護，在不影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)那疤嵯聺M足IEC 61000-4-2 Level 4靜電放電防護需求，讓后端的電路得到有效全面的防護，使其適用于各種工業(yè)級產(chǎn)品。

GPS天線概述

GPS（全球定位系統(tǒng)）是通過接收衛(wèi)星信號進行定位或?qū)Ш降慕K端設備。為了接收GPS信號，需要使用專門的天線。GPS信號分為L1和L2兩個頻率，其中L1為民用信號且具有圓形極化，頻率為1575.42 MHz，信號強度相對較弱，約為-166 dBm，因此需要專門設計適應這一特點的天線。

GPS天線根據(jù)不同方式可分為以下類別：

2. 極化方式：

GPS天線可以根據(jù)極化方式分為垂直極化和圓形極化。目前技術上，圓形極化的效果比垂直極化更好，因此除非特殊情況，GPS天線通常采用圓形極化。

2. 放置方式：

GPS天線根據(jù)放置方式可分為內(nèi)置天線和外置天線。早期的GPS手持設備多采用外翻式天線，將天線與整機內(nèi)部隔離，減少對電磁干擾的影響，從而獲得良好的接收效果。但現(xiàn)在隨著設備小型化的趨勢，多數(shù)GPS天線采用內(nèi)置方式，要求將天線置于所有金屬器件上方，并保持良好的接地，遠離其他可能產(chǎn)生干擾的元件如CPU、SDRAM、SD卡、晶振和DC/DC等。

GPS天線的結(jié)構(gòu)通常包括以下幾個部分：

2. 接收元件：負責接收來自衛(wèi)星的微弱信號。

4. 放大器（如低噪聲放大器LNA）：用于增加接收到的信號的強度。

6. 濾波器：用于除去信號中的噪聲和干擾，使信號更加清晰和可靠。

8. 同軸電纜：用于將處理后的信號傳輸?shù)教幚碓O備。

應用方案

編輯

針對GPS天線的靜電防護方案，我們提供了兩款低結(jié)電容低鉗位電壓ESD防護器件SELC2F3V1BT和SELC2X5V1BT。兩款器件電氣特性相似，鉗位電壓都為22V，結(jié)電容都為0.3pF，且符合IEC 61000-4-2 (ESD) Level 4 規(guī)范，在 ±25kV（空氣）和 ±22kV（接觸）下提供瞬變保護，可保護天線在惡劣的電磁環(huán)境下免受靜電放電(ESD)和低等級浪涌事件的沖擊與干擾。SELC2F3V1BT的工作電壓為3.3V，封裝為DFN1006-2L；SELC2X5V1BT的工作電壓為5V，封裝為DNF0603-2L。客戶可根據(jù)天線實際情況進行選擇。

型號參數(shù)

電氣特性表

At TA = 25℃ unless otherwise noted

表1 SELC2F3V1BT電氣特性表

表2 SELC2X5V1BT電氣特性表

總結(jié)與結(jié)論

生活中人們的出行離不開GPS系統(tǒng)，GPS天線作為GPS系統(tǒng)接收衛(wèi)星信號的關鍵部件，對于實現(xiàn)精準定位、導航、時間同步以及多種基于位置的服務（LBS）起著至關重要的作用，保護其免受ESD靜電損害極為關鍵。ELECSUPER SEMI研發(fā)各種等級電容的ESD和TVS保護器件，可按照客戶需求性能與封裝提供定制化開發(fā)服務，為各種接口及通信線路提供值得信賴的保護器件。以上解決方案是保護GPS天線免受靜電干擾的優(yōu)選之策，確保GPS系統(tǒng)的有序與穩(wěn)定。