2025-10-14
选对极化,RTK 才能又稳又准。核心结论先说:GNSS/RTK 主天线应优先选用右旋圆极化(RHCP),其余(UHF 电台、4G/5G 回传等)按各自链路匹配线极化或±45°极化。下面把为什么、怎么选、看哪些指标,一次讲清。
一、为什么 RTK 首选 RHCP?
与卫星发射极化一致:GNSS 卫星下行信号为 RHCP。用线极化接收,平均会损失约 3 dB,且遇到姿态变化损失更大。
抗多路径更好:地面/墙面反射会把圆极化方向翻转成 LHCP 或混合分量,RHCP 天线能天然抑制这类反射,提高解算稳定性。
姿态不敏感:圆极化对设备朝向/翻滚不敏感,适合手持、无人机、车载等动态平台。
穿透与低仰角表现更稳:低仰角卫星易受遮挡和反射,圆极化+良好方向图能显著提升可用性与收敛速度。
只有在某些专用地基链路(如测量电台、LoRa/数传、蜂窝回传)才使用线极化或±45°极化,它们与 GNSS 主天线不是同一条链路。
二、不同链路怎么选极化?
GNSS/RTK 主定位天线:RHCP(支持目标频段:L1/L2/L5/B1/B2/B3 等)。
差分/电台(UHF/VHF/LoRa):多数为垂直线极化;两端保持同极化,别混用水平/垂直。
4G/5G 回传:常见 ±45° 交叉极化或双极化 MIMO,按模组厂商建议与天线规格匹配。
同机共存:把 GNSS 圆极化与其它线/双极化天线物理隔离(距离与屏蔽),降低互扰。
三、选 GNSS(RHCP)天线时,看这些关键指标
不需要多花钱追参数“越大越好”,要看是否匹配你的场景。建议关注:
轴比(Axial Ratio, AR)
反映圆极化“纯度”。
建议:仰角 30°–90° 范围 AR ≤ 3 dB;低仰角(10°–30°)AR ≤ 6 dB 越好。
增益与方向图
顶天线(天顶)增益:约 3–7 dBic 为常见;
低仰角(10°)增益不宜过低(>-2 dBic 更佳),有利于遮挡环境。
交叉极化抑制(XPD)
抑制 LHCP 的能力,≥20 dB 更稳;高端测绘型可达 25–30 dB。
相位中心稳定(PCV/PCO)
直接影响厘米级定位;曲面要平滑、随方位变化小。优先选有**绝对校准模型(ANTEX)**的天线。
多频一致性
L1/L2/L5 等频段的极化/方向图尽量一致,避免某频段低仰角掉得厉害。
地板(接地面)匹配
贴片/阵列类 RHCP 天线对金属接地面尺寸很敏感;按数据手册给定尺寸与留边做结构设计。
抗干扰与前端链路
看带外抑制、NF、IP3,避免附近电台/蜂窝对 GNSS 前端压制。
体积与形态
手持/无人机:轻薄贴片、螺旋(helical)或小型阵列;
基准站/静态测量:可考虑**扼流环(Choke Ring)**型以压制近地多路径。
四、典型场景给到的极化选择建议
测绘基站/移动站、机械控制、精密放样:多频 RHCP 贴片或阵列,重视 PCV/PCO 与低仰角指标。
无人机/机器人:小型 RHCP(轻量 helical 或高性能贴片),对姿态变化不敏感;远离视频/数传天线。
车载与林下作业:RHCP 且强化低仰角增益与带外抑制;尽量放在车顶中央、远离玻璃加热线与鲨鱼鳍里的蜂窝天线。
有强电台/工地干扰:优先更高 XPD、更强滤波的 RHCP,并优化布线与接地。
只做地基电台/数传链路:按链路要求选线极化或**±45°**,与 GNSS 主天线分开考虑。
五、一分钟选型清单
GNSS 主天线:RHCP,多频,AR ≤3 dB(>30°),低仰角性能优先。
看相位中心:优先可提供 ANTEX/PCV 数据的型号。
看共存:与 UHF/4G/5G 天线分隔布局,匹配各自极化。
做结构:按推荐接地面尺寸与材料实施,别随意缩小地板。
做验证:开阔场→半遮挡→重遮挡三段测试,记录 C/N0、低仰角卫星数、初始化时间与固定率。