CN111566513A - Gnss天线附件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及被配置为降低到达GNSS接收器的天线的GNSS信号的反射路径(612、613)的功率电平的附加设备、相关联的GNSS接收器组、嵌入该附加设备的一些装备以及降低反射的GNSS信号的功率电平的相关联的方法。GNSS信号根据第一极化进行发射，并且附加设备包括材料(601)，该材料被配置为对所述第一极化透明，并且反射根据与所述第一极化正交的第二极化而极化的GNSS信号。

Description

GNSS天线附件

技术领域

本发明适用于全球导航卫星系统(GNSS)接收器的领域。更具体地，本发明描述了用于GNSS接收器的附件，其增加了GNSS接收器对多路径反射的鲁棒性。

背景技术

如今，GNSS定位技术已经在多年中被使用和改进。两个全球导航卫星系统(GNSS)已经被全面部署多年(美国全球定位系统(GPS)和俄罗斯GLONASS^TM)并且还有两个正在部署中(中国北斗导航卫星系统和欧洲Galileo^TM)。

这些系统依赖于相同的原理提供了精确且准确的定位测量：微波射频(RF)信号从我们星球周围的轨道中的许多卫星在公共载波频率上广播；携带导航消息的信号使用特定于每个发射器的PRN(伪随机噪声)序列传播。在接收器侧，各种发射是从其PRN码序列中识别的。对于视野中的至少四颗卫星，到达时间与从导航消息取回的关于传输时间和卫星的位置的信息一起用于计算伪距离测量值，该伪距离测量值与接收器和卫星之间的距离有关。当从不同的卫星计算四个或更多的伪距离测量值时，接收器例如通过三边测量计算位置、速度和时间测量值(PVT)。

影响定位系统的精度的各种现象中有信号反射。实际上，为了在分离卫星和接收器的距离(伪距离)和传播时间之间建立关系，所考虑的卫星必须在无信号反射的情况下处于视线(LOS)内。在接收器侧，直接传播路径可以与定位信号的多路径反射一起被接收，该多路径反射是由信号在传播环境的各种元素上的反射所导致的。这些路径是直接路径的延迟版本，其通常会衰减和相移。

多路径反射产生伪影，该伪影影响伪距离测量值，并且因此影响GNSS接收器的精度。根据传播环境和/或天线性能，这些多路径反射可以具有接近且有时大于直接路径的功率电平的功率电平。

多路径反射可以分为两类：

-从直接传播路径延迟多于一个PRN码片并且因此产生符号间干扰的多路径反射。这种情况被称为“选择性衰落”。在GNSS接收器软件中实现信号处理技术(均衡器)可以在一定程度上减轻选择性衰落。然而，这种技术实现复杂，不能很好地消除干扰，并且因此要求硬件解决方案来补充，以降低多路径反射的功率电平；

-从直接传播路径延迟少于一个PRN码片的多路径反射。当反射路径比直接路径行进更远的距离时，它们以建设性的或破坏性的方式以接收器天线具有不同相位的水平重新组合。当它们以破坏性的方式重新组合时，即当它们处于相位相反时，接收到的信号的幅度减小，并且信号可能最终消失。这种情况被称为“平坦衰落”。软件算法无法减轻平坦衰落，并且因此必须通过硬件解决方案在GNSS接收器的上游进行处理。

选择性衰落是城市环境中的常见情况。它来自于定位信号在传播环境的各种元素上的反射，如建筑物、汽车、树木等……。选择性衰落对于大多数电信标准来说可能是有利的，其中均衡器在时间和相位上重新组合直接路径和反射路径，从而增加信噪比。然而，对于定位目的而言情况并非如此，其中直接路径是计算伪距离测量值时要考虑的唯一路径。反射路径只是不精确的来源，并且应该被抑制。平坦衰落与由于位于接收器附近的传播环境元素引起的信号反射有关。平坦衰落会导致信号丢失和/或接收器的精度降低。

由卫星发射的GNSS信号为右旋圆极化的(RHCP)。为了增强GNSS接收器的鲁棒性，已知使用被配置为接收RHCP信号并且抑制左旋圆极化(LHCP)信号的天线。实际上，当电磁信号被反射时，其极化变为正交极化(在这种情况下，反射的信号为左旋圆极化的或LHCP)。在GNSS接收器中使用RHCP天线，LHCP信号(即，反射奇数次的信号)的功率电平大大降低，并且相对于没有多路径反射的情况，接收器的精度降低的程度较小。因此，在接收器侧使用RHCP天线足以处理大量的多路径传播场景。然而，这种技术的效率在很大程度上取决于接收天线图的质量，并且一些传播环境(特别是在密集的城市环境中)可能仍然是一个问题。

这些问题之一适合于移动GNSS接收器，例如嵌入在智能手机中的GNSS芯片，或手持式GNSS接收器。实际上，这些接收器被设计为进行操纵，并且关于它们的方位没有先验条件。因此，在这种接收器中不可能使用定向天线，并且它们通常配备有全向天线，该全向天线以4π球面度的立体角辐射。对于这种天线很难在极化上有选择性，因此根据LHCP信号的到达角或多或少有效地衰减了LHCP信号。

此外，便携式设备可能位于无法确保直接看到卫星的地方。直接路径的一部分穿过一些材料传播，并且因此衰减。例如，对于在包中运输的智能手机或者在汽车中的移动GNSS接收器就是这种情况，其中衰减来自包及其内容物，可能地来自用户的身体、汽车的车顶……。相反地，反射路径可能仅在自由空间中传播，并且尽管被天线增益衰减，但是可能以等于或大于直接路径的功率电平的功率电平到达接收器。为了克服这个问题，已知将接收器放置在一个有利的位置，例如在靠近汽车的挡风玻璃的支撑件上，使得接收器的自由空间视野最大化。图1表示了这样的设备，其中GNSS接收器101被放置在例如通过吸盘挂在汽车的挡风玻璃103上的支撑件102上。在图1的图示中，当卫星104发射GNSS定位信号时，GNSS定位信号通过直接路径110、在仪表板106顶部反射的路径111、在汽车引擎盖107上反射的路径112以及在传播环境的元素105(例如，建筑物)上反射的路径113到达接收器。这样的设备有助于最大化接收器的直接视野中的卫星数量。因此，大多数直接路径不必穿过材料，并且显示出比反射路径更高的功率电平。然而，它们不是最优的，因为这样的接收器的天线图可能不能高效地抑制LHCP反射路径111、112和113，特别是来自天线下面的路径111和112。在Khosravi、Moghadas和Mousavi的“A GNSS Antenna with a polarizationselective surface for the mitigation of low-angle multipath interference”(IEEE transactions on antennas and propagation，第63卷，第12期，2015年12月)中，极化选择性表面布置在GNSS贴片天线上。表面的目的是将电场乘以一个因子，以促进天线的多路径抑制。然而，必须考虑天线图来设计极化选择性表面，并且修改但不抑制LHCP反射路径。

还已知将GNSS接收器连接到具有朝向天空的高程增益的外部天线，例如，挂在挡风玻璃上或安装在车顶上的贴片天线，或安装在背包中的杆上的贴片天线。还已知将具有贴片天线的GNSS接收器挂在汽车的挡风玻璃上，并且通过有线连接或无线(Bluetooth^TM、Wi-Fi^TM……)连接将该GNSS接收器连接到显示器。图2表示其中GNSS接收器201连接到天线202的设备，该天线202被放置在挂到背包204上的杆203的顶部。在图2的图示中，当卫星104发射定位信号时，该定位信号通过直接路径210、在传播环境的元素(例如，金属头盔205)上反射的路径211、在存储在背包中的金属元素上反射的路径212、以及在传播环境的元素105上反射的路径213到达接收器。这种设备有助于最大化接收器的直接视野中的卫星数量，并且使用贴片天线高效地降低了LHCP信号(211、212、213)的功率电平。然而，在天线图中有一些可能无法高效地抑制LHCP信号的方向。例如，来自天线下方(即，具有高离轴角)的反射路径211和212就是这种情况，或者在汽车中，这种反射路径可能来自仪表板或汽车引擎盖上的反射。在图2的情况下，反射路径可能来自背包上的反射。这些反射更加不利，因为由于反射面和天线之间的短距离，它们会产生无法通过软件减轻的平坦衰落。

如从现有技术中已知的，图3示出了被配置为以2π球面度的立体角接收GNSS信号的全向贴片天线的辐射模式。在图3中，以右旋圆极化和左旋圆极化表示了相对于离轴角(OBA)的天线的高程增益。相对于朝向顶点方向的天线表示离轴角，因此0°的离轴角对应于天线模式的垂直向上方向。天线图在RHCP和LHCP两者中在方位角上均是全向的。

线301表示共极化电磁波的增益，即，当接收到的信号为RHCP时的增益。可以看出，当信号来自接收器上方(离轴角为零)时，增益最大。这非常适合卫星通信。增益随着离轴角的增加而减小，并且当信号来自天线背面时，增益接近于零。

相反地，线302表示交叉极化电磁波的增益，即，当接收到的信号为LHCP时的增益。当离轴角为零时，该增益相当低，并且不会达到高值，除非当信号来自天线下方时。

在图3中，当卫星位于接收器上方(位置303)时，右旋圆极化信号和左旋圆极化信号之间的增益差约为40dB，这带来了对反射传播路径的自然保护。这种差值与离轴角相反地减小。当离轴角约为±90°(意味着信号几乎水平地到达，图上的位置304)时，差值约为10dB，这不足以显著地衰减反射传播路径。当离轴角约为±140°(图中位置305)时，此差值为零，并且当信号来自更高的角度时，甚至为负。因此，当信号具有高离轴角(即，来自天线后部的反射信号)时，就会出现问题。

因此，仅基于极化的天线的使用而抑制GNSS反射信号可能不足以确保GNSS接收器的高效运行，并且需要一种互补的解决方案来抑制GNSS接收器上游的这些多路径反射，特别是当它们来自天线后部时。

发明内容

本发明的目的是使用一种设备提供对现有技术的改进，该设备被放置在靠近GNSS天线处，有助于在无需关于GNSS天线图的任何考虑的情况下减轻多路径反射。因此，该设备显示了与任何GNSS接收器的完全互操作性。

为此，本发明公开了一种附加设备，其被配置为降低到达GNSS接收器的天线的GNSS信号的反射路径的功率电平。GNSS信号根据第一极化进行发射。该附加设备包括被配置为对所述第一极化透明并且反射根据与所述第一极化正交的第二极化而极化的GNSS信号的材料。

第一极化可以是右旋圆极化，并且第二极化可以是左旋圆极化。

有利地，附加设备中包括的材料被配置为在以下频带中的至少一个中操作：

·1164MHz-1214 MHz，

·1215MHz-1254 MHz，

·1260MHz-1300 MHz，

·1559MHz-1610 MHz，

·2483.5MHz-2500 MHz，以及

·5010MHz-5030 MHz，

它们是目前用于GNSS通信的GNSS频带。当然，本发明易于操作的频带不限于这些频带，并且可以包括将来GNSS通信可能使用的任何附加频带。

本发明进一步公开了一种GNSS接收器组，包括：

·GNSS接收器，其包括被配置为接收GNSS信号的天线，以及

·根据本发明的任何实施例的至少一个附加设备。

根据另一实施例，根据本发明的GNSS接收器组，该材料是极化选择性表面。有利地，该材料被放置在GNSS接收器的天线的前面，以便在GNSS信号到达所述GNSS接收器的天线之前反射所述GNSS信号的反射路径中的至少一些。在GNSS接收器的天线的前面应理解为：附加设备布置在反射信号的位置和GNSS接收器的天线的位置之间的反射信号路径上的某处。由于几乎无法提前知道反射路径的路线，因此在容易产生最高功率电平的GNSS信号的表面上，根据本实施例的附加设备优选地被放置在靠近天线处(相对于发射器和接收器之间的距离靠近，例如，距离GNSS接收器的天线几米或更少)。例如，对于汽车或房屋，这些表面是窗户/挡风玻璃。对于智能手机，这些表面中的一个是智能手机外壳。有利地，该材料可以包围天线。

有利地，该材料可以是光学透明的和/或可以是金属化纺织品。

本发明进一步包括：

·包括根据本发明的任何实施例的附加设备的GNSS接收器外壳；以及

·用于车辆(例如，汽车、卡车、船或飞机)的挡风玻璃，包括根据本发明的任何实施例的附加设备，其中附加设备的材料是光学透明的。

本发明进一步包括降低到达GNSS接收器的天线的GNSS信号的反射路径的功率电平的方法。GNSS信号根据第一极化进行发射。该方法包括放置至少一个附加设备，该附加设备被配置为降低GNSS信号的反射路径的功率电平，该附加设备包括被配置为对所述第一极化透明并且反射根据与所述第一极化正交的第二极化而极化的GNSS信号的材料。有利地，该材料可以布置在GNSS接收器的天线的前面，以便在GNSS信号到达所述GNSS接收器的天线之前反射所述GNSS信号的反射路径中的至少一些。

附图说明

根据对仅出于说明的目的提供的多个示例性实施例的以下描述及其附图，本发明将更好理解，并且其各种特征和优点将显现，其中：

-已经描述的图1示出了其中GNSS接收器被嵌入汽车中的用例，如从现有技术已知的；

-已经描述的图2示出了其中GNSS接收器连接到被放置在杆的顶部的远程天线的用例，如从现有技术已知的；

-已经描述的图3示出了用于全向贴片天线的辐射模式，该全向贴片天线被配置为接收GNSS信号，如从现有技术已知的；

-图4和图5示出了根据本发明的设备的两个示例性实施例，其中使用了被配置为吸收RHCP GNSS信号的材料；

-图6、图7和图8示出了根据本发明的设备的各种示例性实施例，其中使用了被配置为抑制LHCP GNSS信号的材料；

-图9以智能手机外壳的形式表示了本发明的另一实施例。

本说明书中公开的示例仅说明本发明的一些实施例，并且在适当时可以组合。

具体实施方式

图4示出了根据本发明的设备的实施例。该图示是关于图1做出的，考虑到由支撑件102附接到汽车的挡风玻璃103的GNSS接收器101，但同样适用于许多其他场景，特别是GNSS接收器连接到附接到汽车的挡风玻璃的外部天线的用例，或其中GNSS接收器由于在接收器的封闭环境中发生的反射而容易接收传播信号的多路径反射的任何用例。在图4中，所表示的仪表板是汽车仪表板，但是本发明以完全相同的方式适用于交通工具或车辆的任何单元，例如，卡车、船、飞机的仪表板，但是也适用于摩托车的油箱或电动自行车的车架。如果接收器不是附接到挡风玻璃，而是附接到车辆的任何其他部分，或者放置在仪表板的上方或顶部，则本发明也同样适用。

在图4的示例性实施例中，汽车的仪表板涂有材料401，该材料401被配置为在RHCPGNSS信号(即，GNSS信号)被反射之前吸收RHCP GNSS信号。

这种吸收材料已经从收发器天线得知。这种吸收材料用于最小化信号在地面平面或天线杆上的寄生反射，因此它们不会扭曲其辐射图。这种吸收材料还用于保护特定区域免受辐射，例如，用于保护医院免受电磁干扰。最后这种吸收材料被用于消声室以表征电子装备的电磁辐射。但这种吸收材料从未在操作环境中使用，因为根据定义，所有反射源(即，整个传播环境)都必须由吸收材料覆盖，这在技术上可能是不可行的。

这些吸收材料(通常以印刷图案或活性炭泡沫制成的基本周期性的结构的形式出现)被设计为在一定频带内操作。更精细的材料是已知的，例如，根据同一申请人提交的WO2015/136121A1。与传统的吸收材料相比，这些吸收材料表现出更高的吸收特性，因为它们是考虑到信号的频率、极化和到达角中的至少一个而专门设计的。

本发明假设最有害的反射路径出现在大部分位于天线下方的已知且有限的区域(车身和内部)内的天线的后部，并且该区域可以很容易地被吸收材料覆盖，以降低这些反射路径的功率电平。实际上，通过用被配置为吸收RHCP GNSS信号的吸收材料覆盖汽车的仪表板，路径411的大部分被吸收而不是被反射。当信号的大部分被吸收时，显著地降低仍然到达接收器的反射信号的功率电平，并且因此该反射信号不再是平坦衰落的来源。可以将吸收材料调整为专门吸收GNSS频带中的信号，并且当接收器的天线显示出一些朝向天空的高程增益时，可以使用WO 2015/136121A1的教导使吸收材料变得非常高效，因为旨在被吸收的信号的极化(RHCP)是已知的。实际上，在这种情况下，吸收LHCP GNSS信号(例如，在信号遇到吸收材料之前反射一次的信号)不是必要的，因为到达天线后部的反射的左旋圆极化信号被天线增益衰减。此外，GNSS信号的到达角的范围很可能由窗户和挡风玻璃孔的大小和位置给出。

根据本发明的设备(由被配置为吸收GNSS信号的吸收材料制成)可以因此有利地被配置为专门吸收右旋极化信号。该设备可以被放置在汽车仪表板上(作为补充层)以完全地覆盖仪表板或者覆盖位于GNSS接收器下方的有限区域。可替代地，仪表板本身也可以被制造，包括由所述吸收材料制成的上层。

在可以与先前的实施例组合的替代的实施例中，本发明可以旨在衰减反射在车身上的路径412。为此，汽车引擎盖覆盖有吸收材料402。关于路径413，它将不会被材料吸收，并且将到达接收器，该路径将必须与其天线增益相关以减轻它。

可以针对根据本发明的设备在一个或多个GNSS频带中的良好吸收特性来选择该设备，GNSS频带目前主要是以下频带：

·1164MHz-1214 MHz，

·1215MHz-1254 MHz，

·1260MHz-1300 MHz，

·1559MHz-1610 MHz，

·2483.5MHz-2500 MHz，以及

·5010MHz-5030 MHz。

本发明可以容易地适用于各种用例，包括图2中表示的用例，其中贴片天线202安装在背包204中的杆203上。图5示出了这种用例的一个示例。由于最有害的反射来自天线下方，即，来自背包204的内容物和/或用户头盔205，因此可以容易地用吸收材料(501、502)覆盖这些区域，以在信号反射之前吸收信号，从而减少平坦衰落现象并提高接收器的精度。材料应以不干扰直接传播路径的方式放置在GNSS接收器周围，即，不隐藏GNSS接收器对卫星的直接视野。类似地，本发明可以被实现用于其他用例，例如，在摩托车或自行车上，或者在任何头盔(用作摩托车头盔、重型头盔等……)上。

通过将吸收材料放置在天线下方(反射源的顶部)，直接传播路径210和在远离GNSS接收器的传播环境105的元素上反射的路径213不会衰减。相反，当在吸收材料层上反射时，传播路径511和/或512失去功率电平，因此减少平坦衰落的发生。

在本用例中，本发明可以通过将一层吸收材料落在背包顶部或布置在背包内来实现(重要的是，吸收材料位于产生信号反射的背包的金属元素上方)，或者通过设计顶部包含有所述吸收材料的背包来实现。该吸收材料被配置为在GNSS频带中显示出良好的吸收性能，并且可以有利地被配置为专门吸收RHCP信号。

通过使用独立于GNSS接收器且被配置为在天线上游吸收RHCP GNSS信号的附加设备覆盖易于反射到达天线后部的路径的有限区域，本发明甚至在GNSS信号反射发生之前就对其进行处理。实现本发明是可能的，因为本发明不试图减轻多路径反射的每个来源，而是侧重于特定的多路径反射，该特定的多路径反射由于未被极化天线正确地处理而特别有害。这些多路径反射是平坦衰落的来源，并且无法通过软件减轻。此外，本发明不依赖于任何特定的GNSS接收器架构或天线特性，并且完全符合任何类型的接收器而无需考虑任何天线图。

可替代地，或者除了通过使用吸收材料对反射路径进行功率电平降低之外，本发明提出了通过在接收器的天线接收到反射的LHCP信号之前对其进行滤波来减少选择性衰落的来源。为此，本发明提出了使用反射性材料(例如，极化反射性表面(PRS)或极化选择性表面(PSS)，它们是具有相同特性的电磁设备的两个称谓)，以便在天线上游反射大部分LHCP GNSS信号(即，传播环境反射的信号)，同时对RHCP GNSS信号透明。对RHCP GNSS信号透明的意思是大部分信号都可以通过它。该表面应被放置在GNSS接收器的天线的前面，以便位于各种反射路径的传播路径上，优选地靠近天线(或靠近多天线接收器的天线)，以便最大化穿过反射性材料的多路径反射的数量。

这种PRS/PSS电磁结构已经多年已知用于其他目的。它们基本上是通过根据感兴趣的频带和极化布置的周期性导电线制成的周期性结构，其目的是对一种特定的信号极化透明并且反射正交极化。

例如，被设计用于反射圆极化信号的PSS表面例如从卫星天线反射器已知，如Cappellin等人的“Design and Analysis of a Reflector Antenna System Based onDoubly Curved Circular Polarization Selective Surfaces”(Proc.EuCAP'2016,10thEuropean Conference on Antennas and Propagation(EuCAP)，2016年4月)中描述的。这样的表面可以由多个金属弯曲线片制成，这些金属弯曲线片被分开λ₀/8，并且相对于相邻的片旋转了45°，其中λ₀是操作的中心波长。已知许多其他模式使用例如耦合开环谐振器或谐振螺旋来实现圆极化选择性表面。这样的PSS表面可以设计为互反表面，以便反射一种特定的圆极化。

根据实施例，这种表面还必须对可见光谱和/或红外线的一些部分光学透明。在太阳镜上使用在可见光谱中操作的光学透明的PRS/PSS表面，以通过考虑光学信号的极化来降低亮度。其他PRS/PSS表面用在接收器天线上，该接收器天线被配置为接收由两个正交极化的信号共享的频带中的信号。

已知各种技术来设计光学透明的PRS/PSS滤波器。这些技术之一是使用玻璃或Plexiglass^TM类型的透明介电基板，并且使用光学透明的导电材料(例如，掺杂锡的氧化铟ITO或掺杂银的氧化锡AgHT)在塑料膜(例如，聚酯膜)上形成线。

另一种技术是使用玻璃或Plexiglass类型的透明介电基板，并且以金属网(例如，银或铜)的形式通常在网格中实现线。然后，通过网格中开口的大小(相对于导体的宽度)来定义透明度级别。

通过在LHCP GNSS信号到达接收器的天线之前反射/过滤LHCP GNSS信号，本发明提供了由传播环境反射的信号的功率电平的附加降低。图6示出了根据本发明的设备的实施例。再一次强调，这个图示是关于图1做出的。在本实施例中，PRS/PSS滤波器601被放置在车辆(例如，汽车、卡车、飞机或任何其他车辆)的挡风玻璃103的上方或下方。可替代地，该PRS/PSS滤波器可以在其生产过程中插入挡风玻璃，类似于针对汽车除霜系统所做的操作。

具有特定特性的挡风玻璃是已知的，例如，设计用于限制阳光通过的不导热挡风玻璃。它们也可能会无意地反射了GNSS信号，而没有做出与GNSS信号的极化有关的任何考虑。根据本发明的滤波器或挡风玻璃考虑到信号的极化，并且在尽可能多地让RHCP GNSS信号通过的同时反射了大部分LHCP GNSS信号。

因此，在汽车内反射的直接路径110以及路径111未经改变地穿过PRS/PSS表面，并且两个信号都以高功率电平到达接收器。从车辆外部反射的路径612和613再次被LHCP滤波器反射，并且这些信号的大部分没有到达接收器的天线。因此，当在远离接收器的传播环境中反射这些路径(613)时(这易于产生选择性衰落)，到达GNSS接收器的反射路径的功率电平显著降低。当路径在靠近接收器处但是在LHCP PRS/PSS滤波器的上游反射(612)时(这易于产生平坦衰落)，它们也显著降低。

通过将该实施例与先前的实施例相结合，可以容易地克服反射路径612，其中汽车引擎盖被吸收GNSS信号的材料覆盖，并且有利地吸收RHCP GNSS信号。在这种情况下，在PRS/PSS表面之前发生的GNSS反射被该反射性表面衰减，并且在PRS/PSS表面之后发生的GNSS反射被吸收材料衰减。因此，GNSS接收器接收了非衰减的GNSS信号直接路径和衰减的GNSS信号反射路径，这改进了其接收能力。

根据图7中所示的另一个实施例，其适合在支撑件上设置的GNSS接收器的情况，PRS/PSS制成的材料没有放在车辆的挡风玻璃上，而是被布置成外壳701的形式，外壳701包围整个GNSS接收器101或外部天线。这种情况不一定覆盖整个GNSS接收器，而是可能限于接收器的指向卫星的侧面。PRS/PSS材料不一定必须光学透明的，除非接收器包括显示器单元。在这种情况下，可以将光学透明的部分限于外壳的面向显示器的部分。

本实施例可以有利地适用于任何类型的手持GNSS接收器、适用于外部GNSS天线或适用于包括GNSS芯片的便携式设备，例如，智能手机等。

作为RHCP的直接路径110不受接收器外壳701的影响，而反射路径711、712和713被PRS/PSS材料反射，并且没有到达GNSS接收器的天线。因此，防止平坦衰落和选择性衰落。

图8示出了关于图2的用例的另一个实施方式实施例，其中贴片天线202安装在杆203的顶部。

在该实施例中，天线202由被配置为抑制LHCP GNSS信号的PRS/PSS材料801覆盖。如图7中显示的示例所示，PRS/PSS覆盖物可以是硬壳的形式，或者是由金属化纺织品制成的覆盖层801的形式，该覆盖层被放置在天线上方或并入现有覆盖物中，例如，船罩或汽车软顶。实际上，已知通过直接在纺织品上印刷PRS或PSS图案来赋予某些纺织品电磁特性，特别是极化特性。纺织品充当介电基板，而图案可以在纺织品内部和/或上方印刷(使用例如导电墨水)或缝合(使用导线)。它也可以包括在天线罩中，保护天线免于雨水和灰尘。

反射路径811、812和813被PRS/PSS金属化纺织品801有利地抑制，而直接传播路径210不受极化的影响。

图9以智能手机外壳的形式表示本发明的另一实施例。在图9中，翻盖壳901被设计用于保护智能手机免受冲击。该翻盖壳包括被配置为抑制LHCP GNSS信号的PRS/PSS材料。滤波器可以插入翻盖壳的后部部分903、前部部分904或整个外壳中。该实施例可以结合前面描述的挡风玻璃配置在车辆中有利地使用。该实施例特别有用，因为它有助于减轻到达通常不配备极化天线的智能手机的反射的GNSS信号的功率电平。根据本发明的智能手机外壳不限于翻盖壳，而是可以是覆盖智能手机的全部或部分的任何类型的外壳，或者它可以是智能手机本身的壳体的一部分。

本发明还包括用于降低在GNSS接收器中的反射的GNSS信号路径的功率电平的方法。该方法包括放置一种或多种材料，该材料被配置为吸收根据所发射的GNSS信号的极化而极化的GNSS信号，或者反射根据与所发射的GNSS信号的极化正交的极化而极化的GNSS信号。

这种材料可以是被放置在GNSS设备的天线下方(例如，在汽车的仪表板上方)的一种或多种吸收材料，以及被设计为根据GNSS卫星和GNSS接收器之间的给定极化来反射GNSS信号的电磁材料。

虽然本发明的实施例已经通过各种示例的描述来示出，并且虽然这些实施例已经被相当详细地描述，但是申请人并不打算限制或以任何方式将所附权利要求的范围限制于这些细节。特别地，可以执行所描述的各种实施例之间的组合，例如，使用被配置为吸收右旋圆极化信号的材料和被配置为抑制左旋圆极化信号的材料两者。

因此，本发明在其更广泛的方面不限于所示出和描述的具体细节、代表性方法和说明性示例。本发明不仅适用于右旋圆极化的GNSS信号，而且同样适用于左旋圆极化的GNSS信号，并且更广泛地，适用于根据第一极化发射的任何类型的信号，只要所述信号的反射导致正交极化变化。

Claims (11)

1.一种附加设备(401、501、601、701、801、901)，其被配置为降低到达GNSS接收器的天线(101、202)的GNSS信号的反射路径(111、112、113、211、212、213)的功率电平，所述GNSS信号是根据第一极化进行发射的，所述附加设备包括材料(601、701、801、901)，所述材料被配置为对所述第一极化透明并且反射根据与所述第一极化正交的第二极化而极化的GNSS信号。

2.根据权利要求1所述的附加设备，其中所述第一极化为右旋圆极化，并且所述第二极化为左旋圆极化。

3.根据前述权利要求中任一项所述的附加设备，其中所述材料被配置为在以下频带中的至少一个中操作：

·1164MHz-1214MHz，

·1215MHz-1254MHz，

·1260MHz-1300MHz，

·1559MHz-1610MHz，

·2483.5MHz-2500MHz，以及

·5010MHz-5030MHz。

4.一种GNSS接收器组，包括：

·包括天线(202)的GNSS接收器(101、201)，所述天线被配置为接收GNSS信号，以及

·根据权利要求1至3中任一项所述的至少一个附加设备(601、701、801、901)。

5.根据权利要求4所述的GNSS接收器组，其中所述材料是极化选择性表面。

6.根据权利要求5所述的GNSS接收器组，其中所述材料被放置在所述GNSS接收器的天线的前面，以便在GNSS信号到达所述GNSS接收器的天线之前反射所述GNSS信号的反射路径(612、613、712、713、711、812)中的至少一些。

7.根据权利要求5和6中任一项所述的GNSS接收器组，其中所述材料是光学透明的。

8.根据权利要求5和6中任一项所述的GNSS接收器组，其中所述材料是金属化纺织品。

9.一种GNSS接收器外壳(901)，其包括根据权利要求1至3中任一项所述的附加设备。

10.一种挡风玻璃(103)，其包括根据权利要求1至3中任一项所述的附加设备(601)，其中所述材料是光学透明的。

11.一种用于降低到达GNSS接收器的天线(101、202)的GNSS信号的反射路径(111、112、113、211、212、213)的功率电平的方法，所述GNSS信号是根据第一极化进行发射的，所述方法包括放置至少一个附加设备(601、701、801、901)，所述附加设备被配置为降低所述反射路径的功率电平，所述附加设备包括材料(601、701、801、901)，所述材料被配置为对所述第一极化透明并且反射根据与所述第一极化正交的第二极化而极化的GNSS信号。

Images