Od czasu jego rozwoju pod kierownictwem Departamentu Obrony USA (DoD) pod koniec lat siedemdziesiątych i do lat osiemdziesiątych,rola i zastosowanie Globalnego Systemu Pozycjonowania (GPS) wzrosły wykładniczoSystem był początkowo wykorzystywany tylko do nawigacji i sterowania rakietami, ale obecnie jest zintegrowany z śledzeniem i monitorowaniem aktywów, autonomiczną jazdą samochodów, rolnictwem, urządzeniami noszonymi,i wiele innych zastosowań, których jej założyciele nigdy nie wyobrażali sobie..
Po udanym wdrożeniu systemu GPS w Stanach Zjednoczonych inne kraje i regiony opracowały i uruchomiły odpowiednie systemy GPS,zwane łącznie Globalnymi Systemami Nawigacji Satelitarnej (GNSS). GNSS obejmuje rosyjski GLONASS, unijny Galileo i chiński Beidou, a także dwa regionalne systemy GNSS: QZSS z Japonii i IRNSS/NavIC z Indii.
Chociaż początkowy system odbiornika GPS był nieporęczny i prawie niemożliwy do włożenia do bagażnika samochodu, nowoczesna technologia uprościła podstawowy silnik GNSS w jeden układ scalony (IC).Niezależnie od rodzaju GNSS, wszystkie te systemy wymagają zoptymalizowanej anteny do odbierania bardzo słabych sygnałów RF z satelitarnych sieci GNSS.odpowiednio zmniejszyć wielkość anten.
Jest to jednak wyzwanie dla odbiorników, które muszą obsługiwać wiele systemów GNSS lub pasm częstotliwości.Odbiornik wymaga anteny, która może obsługiwać niższe i wyższe pasma RF różnych stosowanych systemów (rysunek 1).
Rysunek 1: Obecnie przydziały częstotliwości GNSS i pasma częstotliwości planowane przez różne systemy w użyciu mają zarówno nakładające się współistnienie, jak i rozdzielenie krzyżowe.
Przydział pasm i częstotliwości GNSS jest następujący:
1559 do 1610 megahertz (MHz), znany jako zakres częstotliwości L1, E1, B1
1215-1300 MHz, określane jako pasma częstotliwości L2, E6, B3, L6
1164 do 1215 MHz, znane jako pasma częstotliwości L5, E5, B2, L3
Należy pamiętać, że pasmo L odnosi się do zakresu częstotliwości od 1525 do 1559 MHz, w którym różne satelity przesyłają sygnały kalibracyjne.
Zapotrzebowanie na anteny szerokopasmowe lub wielopasmowe sięga początku komunikacji bezprzewodowej na początku XX wieku, a w tamtym czasie istniały dwie popularne metody.Jedną z metod jest użycie fizycznych "filtrów" lub załadowanych cewek, aby jedna antenka wąskopasmowa rezonowała na dwóch różnych częstotliwościach środkowychInnym podejściem jest użycie jednej anteny przeznaczonej do osiągów szerokopasmowych.
Obie te rozwiązania nie są idealne dla anten GNSS w dzisiejszych kompaktowych konstrukcjach systemów.podczas gdy anteny szerokopasmowe mogą zagrozić krytycznym właściwościom wydajności, takim jak zysk i wydajność.
Lepsze metody antenowe
Teraz lepsze rozwiązanie można osiągnąć za pomocą anten z serii Inception firmy Taoglas Limited.pasywna antena patch GNSS o częstotliwości od 1160 do 1610 MHz zaprojektowana w celu poprawy dokładności pozycjonowaniaTa innowacyjna kompozytowa antenka patch oparta na ceramike optymalizowała zyski dla pasm częstotliwości Beidou (B1/B2a), GPS/QZSS (L1/L5), GLONASS (G1) i Galileo (E1/E5a).
Rysunek 2: HP5354. A jest kompaktową anteną płaską zoptymalizowaną dla podwójnej pasmowej (L1 i L5) wydajności GNSS. (źródło zdjęcia: Taoglas Limited)
Rozmiar HP5354 A wynosi 35 × 35 milimetrów (mm) i wysokość 4 mm, co jest bardzo odpowiednie dla kompaktowych i płaskich konstrukcji.Pakiet 11 pinów wykorzystuje trzy piny jako interfejs sygnału odbiorczego (dwa dla pasma częstotliwości L1 i jeden dla pasma częstotliwości L5), a pozostałe szpilki są używane do uziemienia.
Po ustawieniu i weryfikacji, antena HP5354 wyposażona w płaszczyznę uziemienia o wymiarach 70 × 70 mm ma doskonałe właściwości promieniowania.Ta antena może pokrywać pasma częstotliwości wymagane przez system GNSS nowej generacji L1/L5 i w pełni charakteryzować kluczowe parametry związane z częstotliwością w tych dwóch pasmach częstotliwości, w tym straty zwrotne, współczynnik fali napięcia stałego (VSWR), efektywność promieniowania, średni zysk, zysk szczytowy, współczynnik osi, przesunięcie centrum fazy, drywat centrum fazy i opóźnienie grupy.
Korzystając z Taoglas HP5354.
Chociaż antena HP5354 może być sparowana z modułami front-end dostarczanymi przez użytkownika, wykorzystanie przez Taoglas modułu TFM.100A GNSS RF upraszcza proces tworzenia podstawowego łańcucha sygnałów.Ten moduł o wysokiej wydajności obejmuje pasma podwójnych częstotliwości L1/L5 i został zaprojektowany specjalnie dla systemów anten wielozadaniowych.
TFM.100A posiada dwustopniowy wzmacniacz niskiego hałasu (LNA), który może zapewnić zwiększenie hałasu o ponad 25 decybeli (dB) we wszystkich zakresach częstotliwości, przy czym wartość hałasu jest niższa niż 3 dB. The module uses surface acoustic wave (SAW)/LNA/SAW/LNA topology in both low and high frequency signal paths to prevent unnecessary out of band (OOB) interference from over driving GNSS LNAs or receivers.
Filtr SAW w TFM.100A został starannie wybrany i umieszczony w celu wykonania doskonałego tłumienia OOB przy zachowaniu niskiej wartości hałasu 3 dB.To łatwe do zintegrowania urządzenie do montażu powierzchniowego mierzy 20 × 18 mm i jest zasilany przez pojedyncze źródło zasilania w zakresie od 10,8 do 5,5 VDC.
Taoglas zapewnia również dopasowaną tablicę oceny AHPD5354A (rysunek 3), co jeszcze bardziej upraszcza integrację HP5354 A z kompletnym systemem.100A przedwzmacniacz RF i Taoglas HC125AHP5354 A, TFM.100A i HC125A działają razem jako zintegrowany łańcuch sygnałowy.