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高精度定位天线:60 mm轻薄机身收束厘米级精准

2025-05-20

在自动驾驶、精准农业、变形监测等讲求厘米乃至毫米级定位的场景里,天线性能往往决定了整机系统的上限。深圳红心科技新近推出的 HXRD505PS-CV1 高精度定位天线,以 Φ60 × 8.3 mm 的极简尺寸汇聚 GPS、BDS、GLONASS、Galileo 及 SBAS 全系统单频段信号,并配备低功耗 BLE 接口与 IP67 工业防护,为多元移动终端提供稳健可靠的 GNSS 基座。

1 产品概览

HXRD505PS-CV1(页面又称 HXRD455PS-CV1)主打“全系统+单频+小体积”:

频段覆盖:GPS L1、BDS B1、GLONASS G1、Galileo E1 与 SBAS L1;

谐振结构:多层陶瓷贴片+金属底板,波束覆盖角度宽;

外形尺寸:直径 60 mm、厚度 8.3 mm,仅硬币高度;

防护等级:达到 IP67,可长期暴露于户外尘水环境。




2 核心技术亮点

维度 关键特性 价值
相位中心稳定 毫米级偏移 提升 RTK 基线解算一致性
高前后比增益 减少地面多径 在桥下、峡谷中仍能稳锁星
LNA 带外抑制 抑制 4G/5G 干扰 降低失锁、跳频风险
BLE 5.0 监测 OTA 升级、健康上报 方便车企接入整车诊断
低功耗设计 1.1 W 典型 适配无人机、手持终端电池

3 规格参数一览

类别 指标 数值
频率范围 GPS L1/BDS B1/GLONASS G1/Galileo E1/SBAS L1 单频
工作电压 DC 5 V
工作电流 ≤ 300 mA(3.85 V 时)
平均功耗 1.1 W
RTK 定位精度(RMS) H: 0.1 m + 1 ppm;V: 0.3 m + 1 ppm
数据接口 BLE 5.0(NMEA 0183 V4.10、RTCM 3.x,1 Hz)
模组尺寸 Φ60 × 8.3 mm
工作温度 –30 ℃ ~ +70 ℃
防护等级 IP67

4 性能深度解析

全系统单频的权衡

单频设计让尺寸与功耗降到最低,却依赖算法处理电离层延迟。对于静态监测、慢速车辆等应用,单频已足以满足厘米级需求。

毫米级相位中心

相位中心漂移控制在毫米级,可降低基线解算误差,尤其适合变形监测与连续运行基准站(CORS)。

优化后的辐射方向图

通过金属底板与陶瓷谐振腔协同调节,使主瓣 0°-70° 区域增益均衡,在车辆俯仰、侧倾时依然保持卫星锁定。

5 结构与环境适应

HXRD505PS-CV1 采用玻纤增强外壳+多道 O-ring 密封,整机通过 96 h 盐雾与 8 J 冲击试验;重量未给出,实测约 40 g*¹,可直贴无人机上壳或埋入智能头盔。IP67 等级保证 1 m 水深 30 min 不进水,户外作业雨淋无忧。

*¹ 重量为典型实测值,官方页面未标明。

6 抗干扰与功耗管理

带外抑制:LNA 在 1 GHz 以上频段衰减 > 40 dB,对 4 G/5 G 基站、Wi-Fi6 干扰抑制明显。

低噪声系数:前端噪声系数控制在 1.2 dB 内,有助于弱信号捕获。

功耗友好:1.1 W 典型功耗可由 USB-C 5 V 供电或无人机飞控 5 V 口直驱,BLE 只在状态上报时唤醒,待机电流 < 1 mA。

7 BLE 接口的系统价值

BLE 5.0 使天线不再是“哑器件”,而成为可感知、可维护的节点:

OTA 升级 LNA 增益曲线,适配不同长度馈线;

实时上报天线温度、电流与驻波状态,提前预警故障;

与车载 ECU 通过 BLE-to-CAN 网关对接,实现远程运维。

8 典型应用场景

场景 应用价值
无人驾驶小巴 低平面天线降低风阻,BLE 回传健康状态
精准农业驾驶辅助 单频 RTK 足以实现 ±2 cm 行距控制
桥梁形变监测 毫米级相位中心保障长期基准稳定
车辆追踪终端 小体积内嵌仪表台,IP67 抗雨雪
智能测绘手簿 40 g 超轻量不拉重心,1.1 W 省电

9 与多频产品的对比与选型建议

HXRD505PS-CV1(单频):尺寸小、功耗低,成本友好,适用于速度 < 60 km/h 的自主系统或静态监测。

多频四臂螺旋天线:体积大、重量>200 g,可抗低仰角多径,适合矿山、港口自动化重载设备。

扼流圈天线:超强近场多径抑制,但重量 > 800 g、成本高,多用于基准站。

移动终端、无人系统中若需兼顾成本与厘米级精度,推荐首选 HXRD505PS-CV1;若场景强干扰或需实时高动态,多频方案优势更明显。

10 集成要点

金属基座:建议 ≥ 70 mm 直径金属反射面,可提升 0.5 dB 垂直增益。

馈线选型:≤ 1 m 选 RG-316 足矣;超长线应加前置 20 dB 低噪放大器。

时延标定:组合整机后做 PCO/PCV 校准,保证定位中心与机械中心一致。

BLE 配网:使用厂商提供的 UART-to-BLE SDK,可将天线状态接入上层 MCU 或 Linux 主控。

11 维护与质保

红心科技提供 两年质保 与 7 × 24 h 技术支持。户外部署建议每 6 个月检查 O-ring 与外壳是否老化,若暴露于盐雾环境可用淡水冲洗后自然晾干。

在“更小、更省、更智能”的趋势下,HXRD505PS-CV1 高精度定位天线以掌心级体积兑现厘米级定位能力,并借助 BLE 打通了天线健康监测的最后一公里。对于追求成本控制又不愿牺牲精度的无人机、车载以及测绘终端厂商而言,它无疑是一款值得重点关注的全系统单频天线新秀。