Dal suo sviluppo sotto la guida del Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti (DoD) alla fine degli anni '70 e esteso agli anni '80,il ruolo e l'applicazione del sistema di posizionamento globale (GPS) sono cresciuti in modo esponenzialeIl sistema è stato inizialmente utilizzato solo per la navigazione e la guida dei missili, ma ora è stato integrato nel monitoraggio e nel monitoraggio delle risorse, nella guida autonoma delle automobili, nell'agricoltura, nei dispositivi indossabili, nel controllo delle acque, nel monitoraggio delle acque, nel monitoraggio delle acque, nel monitoraggio delle acque, nel monitoraggio delle acque, nel monitoraggio delle acque, nel monitoraggio delle acque, nel monitoraggio delle acque, nel monitoraggio delle acque, nel monitoraggio delle acque, nel monitoraggio delle acque, nel monitoraggio delle acque, nel monitoraggio delle acque, nel monitoraggio delle acque, nel monitoraggio delle acque, nel monitoraggio delle acque, nel monitoraggio delle acque, nel monitoraggio delle acque, nel monitoraggio delle acque, nel monitoraggio delle acque, nel monitoraggio delle acque, nel monitoraggio delle acque, nel monitoraggio delle acque, nel monitoraggio delle acque, nel monitoraggio delle acque, nel monitoraggio delle acque, nel monitoraggio delle acque, nel monitoraggio delle acque, nel monitoraggio delle ace molti altri usi finali che i suoi fondatori non hanno mai immaginato.
Dopo la diffusione di successo del GPS negli Stati Uniti, anche altri paesi e regioni hanno sviluppato e lanciato sistemi GPS corrispondenti,conosciuti collettivamente come sistemi globali di navigazione satellitare (GNSS)Il GNSS comprende il GLONASS russo, il Galileo dell'Unione europea e il Beidou cinese, nonché due sistemi GNSS regionali: il QZSS giapponese e l'IRNSS/NavIC indiano.
Sebbene il sistema di ricevitore GPS iniziale fosse ingombrante e quasi impossibile da inserire nel bagagliaio di un'auto, la tecnologia moderna ha semplificato il motore di base GNSS in un singolo circuito integrato (IC).Indipendentemente dal tipo di GNSS, tutti questi sistemi richiedono un'antenna ottimizzata per ricevere segnali RF ultra deboli da array satellitari GNSS.le dimensioni delle antenne devono essere ridotte di conseguenza.
Tuttavia, questa è una sfida per i ricevitori che devono gestire più sistemi GNSS o bande di frequenza.Il ricevitore richiede un'antenna in grado di gestire le bande RF inferiori e superiori dei diversi sistemi utilizzati (figura 1).
Figura 1: Attualmente, l'assegnazione delle frequenze GNSS e le bande di frequenza previste dai vari sistemi in uso hanno sia una coesistenza sovrapposta che una separazione incrociata. (Fonte immagine: Taoglas Limited)
L'assegnazione delle bande di frequenza e delle frequenze GNSS è la seguente:
da 1559 a 1610 megahertz (MHz), nota come banda di frequenza L1, E1, B1
da 1215 a 1300 MHz, denominate bande di frequenza L2, E6, B3, L6
da 1164 a 1215 MHz, denominate bande di frequenza L5, E5, B2, L3
Si prega di notare che la banda L si riferisce alla gamma di frequenze da 1525 a 1559 MHz, entro la quale vari satelliti trasmettono segnali di taratura.
La domanda di antenne a banda larga o multi-banda può essere fatta risalire alle prime comunicazioni wireless all'inizio del XX secolo, e c'erano due metodi comuni a quel tempo.Un metodo consiste nell'utilizzare "filtri a tacca" fisici o bobine cariche per far risuonare una singola antenna a banda stretta a due diverse frequenze centraliUn altro approccio consiste nell'utilizzare una singola antenna progettata per prestazioni a banda larga.
Entrambe queste soluzioni non sono ideali per le antenne GNSS nelle attuali progettazioni di sistemi compatti.mentre le antenne a banda larga possono compromettere le proprietà critiche delle prestazioni come guadagno ed efficienza.
Metodi migliori per le antenne
Ora una soluzione migliore può essere raggiunta attraverso le antenne della serie Inception di Taoglas Limited.1160-1610 MHz antenna GNSS passiva progettata per migliorare la precisione del posizionamentoQuesta innovativa antenna composita a base di ceramica ha ottimizzato i guadagni per le bande di frequenza Beidou (B1/B2a), GPS/QZSS (L1/L5), GLONASS (G1) e Galileo (E1/E5a).
Figura 2: HP5354. A è un'antenna piatta compatta ottimizzata per le prestazioni GNSS a doppia banda (L1 e L5).
Le dimensioni di HP5354 A sono di 35 × 35 millimetri (mm) e l'altezza è di 4 mm, che è molto adatta per progetti compatti e piatti.Il pacchetto a 11 pin utilizza tre pin come interfaccia del segnale ricevente (due per la banda di frequenza L1 e uno per la banda di frequenza L5), e i restanti perni sono utilizzati per la messa a terra.
Dopo la messa a punto e la verifica, l'antenna HP5354, dotata di un piano di messa a terra di 70 × 70 mm, ha eccellenti caratteristiche di radiazione.Questa antenna può coprire le bande di frequenza richieste dal sistema GNSS L1/L5 di nuova generazione e caratterizzare pienamente i parametri chiave relativi alle frequenze in queste due bande di frequenza, comprese le perdite di ritorno, il rapporto di onda stazionaria di tensione (VSWR), l'efficienza di radiazione, il guadagno medio, il guadagno di picco, il rapporto di asse, lo spostamento del centro di fase, la deriva del centro di fase e il ritardo di gruppo.
Usando Taoglas HP5354.
Sebbene l'antenna HP5354 possa essere abbinata a moduli front-end forniti dall'utente, l'uso da parte di Taoglas del modulo RF GNSS TFM.100A semplifica il processo di sviluppo della catena di segnale sottostante.Questo modulo ad alte prestazioni copre le doppie bande di frequenza L1/L5 ed è specificamente progettato per i sistemi di antenne multi feed patch.
TFM.100A è dotato di un amplificatore a basso rumore (LNA) a due fasi in grado di fornire un guadagno di oltre 25 decibel (dB) in tutte le bande di frequenza, mentre il valore del rumore è inferiore a 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.
Il filtro SAW di TFM.100A è stato accuratamente selezionato e posizionato per eseguire un'eccellente soppressione OOB mantenendo un basso livello di rumore di 3 dB.Questo dispositivo di montaggio facile da integrare a superficie misura 20 × 18 mm ed è alimentato da un'unica fonte di alimentazione che va da 10,8 a 5,5 VDC.
Taoglas fornisce anche una scheda di valutazione AHPD5354A corrispondente (Figura 3), semplificando ulteriormente l'integrazione di HP5354. A con il sistema completo.Preamplificatore RF 100A e Taoglas HC125AHP5354 A, TFM.100A e HC125A funzionano insieme come una catena di segnale integrata.