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UM960G 高精度板卡天线:把厘米级定位装进一张小小电路板

2025-05-19

一、产品概览

UM960G 板卡天线(型号 HX-UM960G-D3)是一款直接焊接在主板上的多星座、多频段 GNSS 天线模块。其结构紧凑、性能稳定,特别适合无人驾驶控制器、车规级 T-Box、智能穿戴、无人机飞控与便携基准站等对尺寸和精度同时敏感的设备。

二、核心能力剖析

关键能力 技术亮点 预期收益
双系统双频段 同时接收 GPS / BDS L1 + L2/L5 信号 星务资源充足,弱信号仍可快速定位 
厘米级定位精度 相位中心稳定、波束宽、增益高 在 RTK 或 PPP 场景下获取 cm-level 坐标 
强抗干扰 LNA 带外抑制优于传统有源天线 城市电磁环境中降低失锁风险 
小型化设计 40 × 66 × 10.8 mm,重量 15 g 终端整体厚度、重量更可控

三、技术细节与工程解读

多星多频射频前端

UM960G 将 GPS、北斗、GLONASS、Galileo、QZSS 以及 SBAS 的 L1/L2/L5 全面汇聚,通过平衡馈电结构提升各频段幅相一致性,解决板端共模回流问题。

相位中心控制

陶瓷介质偶极与金属反射层的组合,使相位中心随仰角变化漂移低于 1 mm;搭配算法可进一步消除系统误差,确保基线定向达 0.2°/m。

LNA 带外抑制

三级滤波 + 增益分段放大策略,在 400 MHz 之外实现 ≥ 45 dB 抑制,抑制 4G/5G、Wi-Fi 辐射,适合车载与工业现场。

热-机设计

-55 °C~ +95 °C 工作温区内,铜柱-PCB 热通道结合灌封胶缓释应力,保证户外高低温循环不脱焊。




四、规格参数深读

频率覆盖:GPS L1C/A-L2P-L5,BDS B1I-B2I-B3I-B1C-B2a-B2b,GLONASS G1/G2,Galileo E1/E5a/E5b/E6,QZSS L1/L2/L5;满足北斗三代与 Galileo 全频 RTK。

电气:工作电压 3.6 ~ 6 V(典型 5 V),电流 136 mA;端口 SMA 外螺内孔,方便测试仪或馈线直接对接。

精度:速度 0.03 m/s,时间 20 ns;指标接近高端外置测量天线。

尺寸/重量:40 × 66 × 10.8 mm / 15 g,在 4G Cat-1 模块常见面积内即完成 RTK 天线布置。

五、典型应用场景

场景 集成形态 价值体现
L4 无人驾驶域控 主板直接贴装 避免外置鞭状天线,车身线束更短
车队调度 / 车辆追踪 T-Box 内置 一机完成定位与通信,外观更隐蔽
自驾巴士 车顶透波玻璃下方安装 对比外置测量天线节省 60 % 空间
无人机飞控 双天线 RTK(前 + 后) 小臂即可拿到整机航向角
智能手持测绘 基准站+手簿 整机重量降低,连续作业更省力

六、与传统外置天线的对比

安装自由度:板卡天线省去底盘穿孔及外置固定结构,维护成本低。

全向增益:外置天线因驻波比优化可取得更高峰值增益,但 UM960G 的波束宽设计在城市峡谷反而更易保持星位。

EMC 表现:内置形态受机壳屏蔽,可利用整机屏蔽层抵御侧向干扰;外置天线则需要额外天线罩与接地。

成本:综合 BOM+装配,板卡天线在年产 > 1 万台的项目里,单机节省约 8 % 硬件费用。

七、系统集成要点

地平面设计:保证天线附近 ≥ 50 mm 无高金属器件;底层做“井”字形开槽以降低耦合。

电源完整性:推荐独立 LDO,输出噪声 < 10 µV/√Hz;ESD 保护二极管布设于 SMA 近端。

高速差分走线:信号走线 50 Ω,长度差 < 0.5 mm,避开 DDR、CPU 高频干扰区。

整机校准:将板卡天线置于绝缘支架上旋转 180° 做相位中心评估,写入固件以补偿整机安装偏差。

八、行业趋势与展望

随着 LEO 卫星强化 SBAS、5G RedCap 与 RTK 组合定位模式兴起,板卡天线将进一步向更宽频、更低功耗演进。UM960G 的多星全频平台预留了 B2b-PPP、E6-HAS 等增益余量,可通过固件升级延长产品生命周期,帮助终端厂商降低换代成本。

UM960G 板卡天线把“厘米级定位”缩进一张 4 × 6 厘米的电路板,既释放了设备工业设计的空间,也把高精度 GNSS 的门槛再次下探。对需要高精度导航却又受尺寸、成本制约的终端而言,它是兼顾性能与集成度的稳妥方案。