同样是GNSS接收机，为什么有人只能到米级，有人却稳定做到厘米级?关键往往不在“芯片”，而在看似普通的一只天线。

1|它到底干什么：从卫星信号到可用观测量

GNSS天线负责把来自GPS、北斗、Galileo、GLONASS等卫星的微弱射频能量(通常在–160 dBW量级)尽可能“干净”地耦合进接收链路，形成码测距与载波相位可用的观测量。

要点三件套：

频段：L1/E1/B1(≈1.57 GHz)、L2/G2(≈1.23 GHz)、L5/E5/B2(≈1.17–1.2 GHz)等，测量/RTK更偏好多频。

极化：卫星信号为右旋圆极化(RHCP)，天线若极化失配，多径与信噪比都会受损。

相位品质：相位中心稳定与群时延平坦，决定能否稳拿载波整周与固定模糊度。

2|选前先懂：核心指标一图读懂

增益与辐射方向图：顶点增益、半功率波束宽度(HPBW)、前后比;增益不是越大越好，关键是天顶强、低仰角可用且旁瓣干净。

轴比(AR)：衡量圆极化纯度，越低越好;天顶≤3 dB为常见门槛。

驻波比/回波损耗(VSWR/S11)：带内匹配优良能减少反射，一般VSWR ≤2。

相位中心偏移/变化(PCO/PCV)：决定相位解算“零点”是否稳;测量级需给出标定文件。

群时延(Group Delay)：带内平坦，避免码相偏差与多频组合扭曲。

带内/带外选择性：多用SAW/BAW滤波器抑制蜂窝/电台干扰。

噪声系数(有源型)：LNA噪声系数越低越好，同时要兼顾三阶截获点与抗饱和。

环境与可靠性：工作温度、IP防护、抗盐雾/震动、雷击浪涌、静电等级等。

3|形态各异：常见结构与优劣

陶瓷贴片(Microstrip Patch)：体积小、易量产，车载/手持常用;需配合足够大的接地面。

螺旋/四臂螺旋：带宽较宽、极化好，轻量化无人机与小型基站常见。

扼流圈(Choke Ring)：多圈金属槽抑制地面反射，多用于基准站/测量级。

阵列/相控阵：多单元合成，具抗干扰与测向能力，面向高可靠或抗欺骗场景。

柔性FPC/共形天线：适合空间受限或外形受控的产品(如穿戴/IoT)，但指标需谨慎权衡。

4|有源还是无源?供电与接口怎么选

无源天线：仅辐射体，损耗低、无供电;更依赖接收机前端灵敏度与同轴损耗控制。

有源天线：内置LNA与滤波，常通过同轴馈电(Bias-T，典型3.3–5 V);优点是补偿馈线损耗、增强远端安装灵活性。

接口多为SMA/TNC/N型，馈线越短越好;长距离建议选低损耗电缆并核算总链路增益与噪声。

5|地平面与安装：比想象更重要

同一只贴片天线，接地面直径不同，方向图与低仰角增益就会完全变样：

车载建议置于车顶正中、远离鲨鱼鳍与金属遮挡，底下有完整金属平面。

无人机需远离ESC与电机电磁干扰，常在桅杆上加碳纤/金属隔板并用天线罩减多径。

基准站选扼流圈，安装在开阔视野处，避近场反射面;做好防雷与等电位连接。

金属螺钉、近邻外壳的边缘效应都可能扰动匹配，量产前务必连整机一起复测S11与方向图。

6|不同场景怎么配：从手机到测量型

大众导航/手机/可穿戴：单频小型共形天线即可，重点在薄、低功耗、抗遮挡。

车载导航/网联车辆：双频或多频贴片更稳，配合RTK/PPP与IMU实现隧道穿行连续性。

无人机/测绘背包：轻量高增益、低轴比，优先多频;安装隔离与供电洁净要到位。

测量级/基准站：多频扼流圈或高端多频贴片，必须具备PCO/PCV标定与长期稳定性记录。

桥梁/边坡监测：多频高稳定天线+固定安装，重视长期相位漂移与环境耐受。

7|快速选型清单

罗列星座与频段需求：是否必须L1+L2+L5/B2?

目标解算等级：导航、分米级还是RTK厘米级?

空间与重量：接地面允许多大、整机厚度限制多少?

干扰环境：是否邻近蜂窝/电台/对讲机，是否需要更强带外抑制?

链路预算：馈线多长、接收机前端NF与所需增益多少?

认证与可靠性：车规/军工/工规要求、IP等级与耐候年限。

供应链：一致性、批间差、是否提供方向图与PCV原始数据。

8|测试与标定：数据要在现场站得住

无源射频：矢网扫S11/阻抗、暗室测方向图与轴比;多频必须逐段验证。

有源链路：测噪声系数、增益线性与饱和点，检视带外抗干扰能力。

相位品质：高精度应用需做PCO/PCV标定，输出至解算器;群时延曲线要平。

外场路测：开阔场对比C/N0、低仰角可用率、初始化时间、固定保持率;在树荫、街峡测试多径与周跳。

一致性抽检：量产批次做RINEX采集+基站对比，盯关键尺寸的漂移趋势。

9|抗干扰与抗欺骗：天线也能出力

滤波+低噪放：在天线端先把带外脏东西挡掉，避免前端被压饱和。

极化与方向图：圆极化纯度好、低仰角旁瓣干净，天然对地面反射与部分干扰有抑制。

阵列与测向：多天线阵列可做空域域抑制与欺骗信号测向，对关键基础设施尤其有价值。

机械与接地：良好接地、等电位、防静电与防雷措施，是“活得久”的前提。

10|三种典型方案示例

A. 车载RTK双天线测姿

选型：两只多频贴片(L1/L2/L5)，基线≥0.5 m。

安装：顶棚对称布置、同轴等长、远离5G/DSRC天线;金属接地面完整。

效果：高速变道与隧道出口姿态保持稳定，固定率显著提升。

B. 无人机轻量化天线

选型：轻质螺旋或小型多频贴片，70–100 g以内。

安装：碳纤机臂上加隔离柱并上罩，远离电调与电机;独立干净供电。

效果：低仰角C/N0更高，航线拐点不易掉固定。

C. 基准站扼流圈

选型：全频扼流圈或高端多频贴片+地板，配套PCV标定文件。

安装：屋顶开阔处，桅杆避共振;完善直击雷与感应雷防护。

效果：多径显著降低，长期坐标解算稳定，适合监测与参考站。

11|量产落地的那些细节

BOM前锁定样机：实机+整机一起复测，避免因外壳/螺钉改动导致频移。

一致性工艺：陶瓷贴片的介电常数与金属化一致性要控制;来料抽检S11与高度。

工装与扭矩：射频连接器拧紧扭矩一致，避免虚焊与微缝差成“隐形问题”。

数据闭环：把外场C/N0、固定率与返修原因回写到选型与供应链考核里。

12|趋势与展望

多频多星常态化：L1/L2/L5全开成为中高端标配，低仰角表现更稳。

天线阵列与抗欺骗：车端与基建侧的阵列化加速，与软件接收机协同。

与惯导/视觉紧耦合：天线→射频→解算→IMU/视觉的链路协同，提升穿行与城市峡谷鲁棒性。

材料与工艺：低介损陶瓷、LCP/PI共形、3D打印金属扼流结构，让尺寸/性能/成本更可控。

可观测数据开放：PCV/PCO与方向图文件标准化，便于解算器充分利用。

13|新手常见误区

只看“增益”不看轴比与PCV，结果载波相位抖。

低估地平面作用，样机表现好，一到整机就“变脸”。

馈线太长或电缆质量差，前端灵敏度被生生吃掉。

天线与蜂窝/对讲机共站，带外干扰把LNA压饱和。

只做静态调试，不做街峡/树荫等复杂场景路测。

14|采购与验收要点

向供方要完整方向图、轴比、群时延、PCV/PCO数据与测试方法。

抽检S11与有源增益/噪声，做温漂与老化;关键批次做外场对比。

明确质保条款与一致性指标，样机与量产留有可追溯记录。

GNSS天线不是“配件”，而是定位系统精度与稳定性的地基。**只有把频段、极化、相位品质、安装与抗干扰一并打磨到位，厘米级与长期稳定才不靠运气。