Strukturierte Fertigungsdaten · 2026

GPS-Empfängermodul

Auf Basis strukturierter CNFX-Herstellerprofile wird GPS-Empfängermodul im Bereich Herstellung von Computern, elektronischen und optischen Erzeugnissen anhand von Betriebstemperatur bis Versorgungsspannung eingeordnet.

Technische Definition und Kernbaugruppe

Ein typisches GPS-Empfängermodul wird durch die Baugruppe aus HF-Frontend und Basisbandprozessor beschrieben. Für industrielle Anwendungen werden Materialauswahl, Fertigungsprozess und Prüfbarkeit gemeinsam bewertet.

Ein elektronisches Bauteil, das Signale von Satelliten des Global Positioning System empfängt und verarbeitet, um genaue Positions-, Geschwindigkeits- und Zeitdaten zu bestimmen.

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Technische Definition

Ein GPS-Empfängermodul ist eine kritische Komponente in einem Führungscontroller/Computersystem, das Signale von mehreren GPS-Satelliten erfasst, die Position durch Trilateration berechnet und dem Führungssystem genaue Navigationsdaten für Routenplanung, Verfolgung und autonomen Betrieb liefert. Dieses Modul ist für die Integration in größere elektronische Systeme ausgelegt, insbesondere im Bereich der Herstellung von Computern, elektronischen und optischen Produkten. Es funktioniert, indem es über eine Antenne Hochfrequenzsignale von GPS-Satelliten empfängt, diese dann verstärkt und filtert. Ein digitaler Signalprozessor dekodiert die Navigationsnachrichten und berechnet die Position basierend auf Laufzeitmessungen von mehreren Satelliten. Das Modul ist auf einem Keramiksubstrat mit Kupferleiterbahnen aufgebaut und enthält Halbleiterkomponenten aus Silizium. Zu den wichtigsten Parametern gehören ein Betriebstemperaturbereich von -40 bis 85 °C, eine Versorgungsspannung von 3,3 bis 5,5 V DC und eine Positionsgenauigkeit von ±2,5 m CEP mit aktiver Antenne. Die Erfassungsempfindlichkeit beträgt -148 dBm (Kaltstart), die Verfolgungsempfindlichkeit -165 dBm. Die Zeit bis zum ersten Fix (Kaltstart) beträgt 26 bis 35 Sekunden bei freiem Himmel. Die Aktualisierungsrate beträgt 1 bis 10 Hz (Standard 1 Hz). Die Betriebsfeuchtigkeit beträgt 5 bis 95 % relative Luftfeuchtigkeit (nicht kondensierend). Zu den Schnittstellenprotokollen gehören UART, I2C und SPI (konfigurierbar). Die Abmessungen betragen 10,4 × 14,0 × 2,2 mm (L × B × H), das Gewicht 1,0 bis 1,5 g ohne Antenne. Der Betriebsstrom beträgt 25 bis 45 mA bei 3,3 V. Diese Werte sind typisch und können variieren; überprüfen Sie immer die modellspezifischen Spezifikationen mit dem Hersteller oder Lieferanten. Das Modul ist für den Einsatz in Führungssystemen vorgesehen, die eine präzise Positionierung erfordern. Es ist kein eigenständiges Gerät, sondern eine Komponente zur Integration. Bei der Beschaffung bestätigen Sie die genauen Parameter und geltenden Normen mit dem Lieferanten.

Funktionsprinzip

Das Modul empfängt über eine Antenne Hochfrequenzsignale von GPS-Satelliten. Die Signale werden dann verstärkt und gefiltert, um Rauschen und Störungen zu entfernen. Ein digitaler Signalprozessor dekodiert die in den Signalen eingebetteten Navigationsnachrichten. Durch Messung der Ankunftszeiten von Signalen mehrerer Satelliten berechnet das Modul die Position des Empfängers mittels Trilateration. Die berechneten Positions-, Geschwindigkeits- und Zeitdaten werden dann über die konfigurierte Schnittstelle (UART, I2C oder SPI) zur Verwendung durch das Führungssystem ausgegeben.

Technische Parameter

Parameter	Typischer Bereich	Hinweise & Auswahlkriterien
Betriebstemperatur	-40–85 °C	Extended range available on request
Versorgungsspannung	3.3–5.5 V DC	3.3V typical
Positionsgenauigkeit	±2.5 m CEP	With active antenna
Erfassungsempfindlichkeit	-148 dBm	Cold start
Verfolgungsempfindlichkeit	-165 dBm	Typical
Kaltstartzeit	26–35 s	At open sky
Aktualisierungsrate	1–10 Hz	Default 1 Hz
Betriebsfeuchtigkeit	5–95 % RH	Non-condensing
Schnittstellenprotokoll	UART, I2C, SPI	Configurable
Abmessungen	10.4 × 14.0 × 2.2 mm	L × W × H
Gewicht	1.0–1.5 g	Without antenna
Betriebsstrom	25–45 mA	At 3.3V

Die Bereiche sind branchenübliche Richtwerte zur Angebotsvorbereitung und keine Zusage des Lieferanten. Bestätigen Sie jeden Wert und jede Norm vor der Bestellung beim rechtlichen Hersteller.

Hauptmaterialien

Silizium-Halbleiter Keramiksubstrat Kupferleiterbahnen

Komponenten / BOM

Components / BOM

HF-Frontend
Verstärkt und filtert eingehende GPS-Satellitensignale
Material: Silizium-Germanium
Basisbandprozessor
Verarbeitet digitale Signale zur Berechnung von Positions- und Zeitdaten
Material: Silizium
Antennenanschluss
Verbinder für externe GPS-Antenne mit Impedanzanpassung
Material: Vergoldetes Kupfer

FMEA · Fehleranalyse

Ursache → Fehlermodus → Engineering-Maßnahme

Elektrostatische Entladung > 8 kV HBM → Gate-Oxid-Durchbruch des LNA-Transistors im HF-Front-End → ESD-Schutzdioden mit < 1 ns Ansprechzeit an HF-Eingangsanschlüssen

Temperaturwechsel (-40°C bis +85°C) > 1000 Zyklen → Lötstellenermüdung (Coffin-Manson-Exponent n=1,9) verursacht Unterbrechung am Antennenspeisepunkt → SAC305-Lot mit 0,5 mm Raster BGA-Gehäuse und Unterfüllungsepoxid

Technische Bewertung

Betriebsbereich

1,57542 GHz L1-Band, 1,2276 GHz L2-Band, -130 dBm bis -150 dBm Signalstärke, -40°C bis +85°C Temperatur

Belastungs- und Ausfallgrenzen

Signal-Rausch-Verhältnis < 14 dB, Oszillatorfrequenzdrift > 0,5 ppm, Antennengewinn < 2 dBi, Versorgungsspannung < 2,7 V oder > 3,6 V

Ionosphärische Verzögerung (bis zu 30 m Fehler im Zenit), Mehrwegeinterferenz (Phasenauslöschung), thermisches Rauschen (kTB = -174 dBm/Hz bei 290K), Oszillator-Allan-Abweichung (>1e-9 bei 1s Mittelung)

Fertigungskontext

GPS-Empfängermodul wird innerhalb von Herstellung von Computern, elektronischen und optischen Erzeugnissen nach Material, Prozessfenster und Prüfanforderungen bewertet.

Weitere Produktbezeichnungen

GPS Module GNSS Receiver Module

Taxonomie und Suchbegriffe

Suchbegriffe, Aliase und technische Bezeichnungen für diesen CNFX Datensatz.

Anwendungen / Eingebaute Systeme

Dieses Teil oder Produkt erscheint in den folgenden Systemen und Maschinen.

Führungsregler/-computer

Integrationsdetails ansehen

Asset-Tracking-Gerät

Integrationsdetails ansehen

Industrielles Ökosystem und Lieferkette

Ergänzende Systeme

Nachgelagerte Anwendungen

Spezialwerkzeuge

Eignung und Auslegungsdaten

Betriebsgrenzen

Betriebsdruck:	Standardatmosphärendruck (kein Druckrating angegeben)
Weitere Spezifikationen:	Betriebsspannung: 3,0V bis 5,5V DC, Signalakquisition: -162 dBm Tracking, -148 dBm Akquisition
Betriebstemperatur:	-40°C bis +85°C

Montage- und Anwendungskompatibilität

Outdoor-NavigationssystemeFahrzeugtracking-GeräteMaritime Positionierungsausrüstung

Nicht geeignet: Schwere Industrieumgebungen mit erheblicher elektromagnetischer Störung (z.B. in der Nähe von Hochleistungsfunksendern, Lichtbogenschweißgeräten)

Auslegungsdaten

Erforderliche Positionsgenauigkeit (z.B. 2,5m CEP)
Aktualisierungsrate (z.B. 1Hz, 10Hz)
Antennenschnittstellentyp (z.B. SMA, U.FL, integrierte Antenne)

Zuverlässigkeits- und Risikoanalyse

Ausfallmodus und Ursache

Signalverschlechterung/Unterbrechung des Satellitenlocks

Ursache: Korrosion oder Beschädigung der Antennenverbindung durch Feuchtigkeitseintritt, vibrationsinduzierte Lötstellenermüdung oder HF-Störungen durch benachbarte Elektronik.

Stromversorgungsausfall

Ursache: Spannungsspitzen/Transienten, die die Modulspezifikationen überschreiten, thermische Belastung durch unzureichende Wärmeableitung, die zum Komponentenausfall führt, oder Alterung/Austrocknen von Elektrolytkondensatoren.

Wartungsindikatoren

Häufiger oder vollständiger Verlust des GPS-Signallocks unter normalen klaren Himmelsbedingungen, angezeigt durch Status-LEDs oder Systemwarnungen.
Abnormale Erwärmung des Modulgehäuses oder intermittierende Systemneustarts/-zurücksetzungen, die auf Probleme mit der Stromregelung hindeuten.

Technische Hinweise

Sicherstellen einer ordnungsgemäßen Umgebungsabdichtung von Steckverbindern und Gehäuse sowie Verwendung von Zugentlastungen an Antennenkabeln, um Feuchtigkeitseintritt und Vibrationsschäden zu verhindern.
Implementierung einer sauberen, geregelten Stromversorgung mit Überspannungsschutz und Einhaltung der Richtlinien zum thermischen Management (z.B. ausreichende Luftströmung, Kühlkörper) bei der Installation.

Konformität und Fertigungsnormen

Referenznormen

ISO 19116:2004 (Geoinformation - Positionierungsdienste)ANSI/CTA-2328.1 (Leistungsstandards für GPS-Empfänger)CE-Kennzeichnung (EMV-Richtlinie 2014/30/EU)

Fertigungsgenauigkeit

Positionsgenauigkeit: +/- 2,5 Meter CEP (Circular Error Probable)
Zeit bis zur ersten Positionsbestimmung: ≤ 30 Sekunden bei -130 dBm Signalstärke

Qualitätsprüfung

Signalakquisitions- und Tracking-Test (überprüft Empfängerempfindlichkeit und Satellitenlock)
Umweltbelastungstest (Temperaturwechsel von -40°C bis +85°C mit Betriebsverifikation)

Hersteller von GPS-Empfängermodul

5 Unternehmen führen dieses Produkt in ihrem eigenen Sortiment. Die Unternehmensangaben stammen von der jeweils eigenen Website; jede Karte nennt die Grundlage der Zuordnung.

NiceRF Wireless

Shenzhen · CN

Fertigt außerdem: Wireless Communication Module、Transceiver Module、Two-Way Radio und 1 weitere