Ispirato dal successo dell'operazione commerciale del sistema di posizionamento globale (GPS) negli Stati Uniti alla fine degli anni '80,Molti altri paesi del mondo hanno sviluppato e lanciato le proprie versioni di GPSLa tecnologia GNSS si è evoluta negli ultimi 25 anni e ha svolto un ruolo fondamentale nel mondo interconnesso.Il GNSS comprende Galileo dell'Unione europea, il GLONASS russo, il Beidou cinese, l'IRNSS/NavIC indiano e il QZSS giapponese.per lavorare con più costellazioni satellitari, il sistema di ricezione GNSS utilizza una frequenza multi-banda per ottenere una maggiore precisione e affidabilità.
L'antenna è un componente chiave del ricevitore e svolge un ruolo fondamentale nella cattura del segnale radio debole dal satellite per determinare la posizione precisa, la navigazione e l'ora dell'utente.Pertanto,, il ricevitore GNSS utilizza più bande di frequenza, che corrispondono alle bande di radiofrequenza (RF) più basse e più alte trasmesse da diversi sistemi di navigazione satellitare nello spazio.Le bande di frequenza e le frequenze coperte dal ricevitore GNSS sono riassunte come segue::
L'intervallo di frequenza delle bande L1, E1 e B1 è compreso tra 1559 MHz e 1610 MHz.
Le bande L2, E6, B3, L6 hanno un intervallo di frequenza compreso tra 1217 MHz e 1300 MHz
L'intervallo di frequenza delle bande L5, E5, B2 e L3 è compreso tra 1164 MHz e 1217 MHz
Pertanto, il ricevitore GNSS utilizza antenne a banda larga o multibanda e può gestire una varietà di intervalli di frequenza utilizzati da varie reti satellitari spaziali.La frequenza multibanda può migliorare la precisione e l'affidabilità del posizionamento del sistema di ricezione GNSS, ridurre gli errori e le interferenze del segnale e fornire prestazioni eccellenti dell'antenna GNSS in ambienti ampi e difficili.
Antenna a patch annidata a più bande
Negli ultimi anni la necessità di soluzioni compatte e piatte è stata elevata, poiché il sistema ricevitore GPS originale utilizzava antenne grandi, ingombranti e impilate che occupavano uno spazio prezioso.Per soddisfare i requisiti dei moderni moduli di frontale RF GNSS ad alta efficienza e basso costoTailas Limited ha progettato e sviluppato una straordinaria tecnologia di antenna per applicazioni di precisione altamente limitata.1160 MHz a 1610 MHz, antenna a patch passivo progettata per migliorare la precisione della posizioneIl sistema utilizza un'innovativa tecnologia di antenna a patch in ceramica e incorpora due antenne con le stesse dimensioni generali dell'antenna GPS a banda singola (figura 1).Pertanto,, può fornire un guadagno di polarizzazione ottimizzato per le bande Beidou (B1/2a), GPS/QZSS (L1/L5), GLONASS (G1) e Galileo (E1/E5a) (compreso IRNSS/NavIC (L5)).Questo garantisce inoltre la compatibilità con una varietà di applicazioni, ove possibile.
Immagine della serie di Douglas Channel HP5354.
Figura 1: La serie Inception HP5354.
HP5354. Un'antenna ottimizzata per le prestazioni a doppia banda è un'antenna compatta di forma piatta con dimensioni di 35 mm x 35 mm e un'altezza di 4 mm.Utilizza un pacchetto in ceramica da 11 pin con tre pin per la cattura di segnali radio ortogonali nelle bande L1 e L5Due di questi tre pin vengono utilizzati per ricevere segnali dalla banda di frequenza L1 e il terzo pin viene utilizzato per ricevere segnali dalla banda di frequenza L5.
Al fine di ottenere un rapporto assiale ottimale e segnali di polarizzazione circolare a destra (RHCP) all'uscita, i due segnali di alimentazione della banda L1 sono combinati utilizzando l'accoppiatore ibrido raccomandato HC125A (Fig..2) L'HC125A adotta un pacchetto di montaggio a superficie piatta (altezza 1,5 mm), con bassa perdita di inserimento e amplitudine di uscita equilibrata, adatto per applicazioni GNSS multibanda.
Diagramma schematico di combinazione di due segnali di alimentazione della banda di frequenza L1 con accoppiatore ibrido raccomandato
Figura 2: I due segnali di alimentazione della banda L1 sono combinati nell'accoppiatore ibrido HC125A per garantire un rapporto assiale ottimale durante la generazione di segnali RHCP.
Inoltre, l'antenna a doppio punto di alimentazione è stata regolata e testata su un orizzonte di 70 mm x 70 mm e presenta un'ottima mappa radiometrica.caratterizza pienamente i parametri chiave correlati alla frequenza in due bandeQuesti parametri includono perdita di ritorno, rapporto di onda stazionaria di tensione (VSWR), efficienza, guadagno medio, guadagno di picco, rapporto assiale, spostamento del centro di fase, variazione del centro di fase e ritardo di gruppo.
L'antenna a doppio punto di alimentazione ha una forma piatta, che può essere ampiamente utilizzata in situazioni in cui il tradizionale design di patch laminato è troppo pesante e alto.Tracciamento industriale, i veicoli autonomi e la robotica, nonché dispositivi indossabili, piccoli monitor di attività e agricoltura di precisione.
Costruire il collegamento del segnale RF front-end
Sebbene l'antenna GNSS multibanda possa essere combinata con il proprio front-end GNSS dell'utente, Tal semplifica significativamente la progettazione del collegamento del segnale utilizzando il TFM.100B Modulo front-end GNSS appositamente progettato per l'antenna multi-feed point patch.
Questo modulo è costituito da un amplificatore a basso rumore (LNA) a due livelli con un guadagno superiore a 25 dB in tutte le bande di frequenza e un valore del rumore (NF) inferiore a 3 dB.Utilizza un filtro per onde acustiche superficiali (SAW) per combinarsi con il LNA per formare una topologia SAW/LNA/SWAW/LNA, ed elabora contemporaneamente percorsi di segnale in banda a bassa e alta frequenza per sopprimere inutili interferenze fuori banda (OOB) e prevenire il sovraccarico dell'amplificatore o del ricevitore GNSS a basso rumore.I filtri SAW accuratamente selezionati e posizionati in TFM.100B fornisce un eccellente rigetto OOB mantenendo un basso livello di rumore di 3 dB. Questo dispositivo facile da integrare e montato in superficie ha una dimensione di 20 x 18 mm e utilizza un'unica alimentazione da 1,8 a 5,5 VDC.L'ampia gamma di tensione di ingresso consente al modulo front-end di essere facilmente integrato nella maggior parte dei ricevitori GNSS.
Al fine di aiutare ulteriormente l'utente a comprendere l'integrazione del modulo front-end completo del ricevitore GNSS,L'ingegnere di Taglas ha preparato un quadro di valutazione AHPD5354A (Figura 3) come progetto di riferimento del percorso del segnale front-endQuesta scheda di valutazione integra un preamplificatore TFM.100B, un accoppiatore ibrido HC125A a 3 dB e una antenna multibanda su un singolo PCB.