С момента своего развития под руководством Министерства обороны США (DoD) в конце 1970-х и продлился до 1980-х годов,роль и применение глобальной системы позиционирования (GPS) стремительно возрослиСистема изначально использовалась только для навигации и наведения ракет, но теперь она интегрирована в отслеживание и мониторинг активов, автономное вождение автомобилей, сельское хозяйство, носимые устройства,и многие другие цели, которые ее основатели никогда не представляли..
После успешного внедрения GPS в Соединенных Штатах другие страны и регионы также разработали и запустили соответствующие системы GPS,Совместно известные как глобальные навигационные спутниковые системы (GNSS). GNSS включает в себя российский ГЛОНАСС, Европейский союз Галилео и Китайский Beidou, а также две региональные системы GNSS: QZSS Японии и IRNSS/NavIC Индии.
Хотя первоначальная система GPS-приемника была громоздкой и почти невозможно поместить в багажник автомобиля, современные технологии упростили основной двигатель GNSS в единую интегральную схему (IC).Независимо от типа GNSS, все эти системы требуют оптимизированной антенны для приема сверхслабых радиочастотных сигналов от спутниковых массивов GNSS.размер антенн также должен быть соответственно уменьшен.
Однако это является проблемой для приемников, которые должны обрабатывать несколько систем GNSS или частотных полос.Приемник требует антенны, которая может обрабатывать нижние и более высокие радиочастотные полосы различных используемых систем (рисунок 1).
Рисунок 1: В настоящее время частотное распределение GNSS и частотные полосы, планируемые различными используемыми системами, имеют как перекрывающее сосуществование, так и перекрестное разделение. (Изображение: Taoglas Limited)
Распределение частотных полос и частот GNSS:
от 1559 до 1610 мегагерц (MHz), известный как полоса частот L1, E1, B1
1215-1300 МГц, называемые полосами частот L2, E6, B3, L6
1164 - 1215 МГц, известные как L5, E5, B2, L3 частотные полосы
Обратите внимание, что L-диапазон относится к диапазону частот от 1525 до 1559 МГц, в пределах которого различные спутники передают калибровочные сигналы.
Спрос на широкополосные или многополосные антенны можно проследить до ранней беспроводной связи в начале 20 века, и в то время существовали два распространенных метода.Одним из методов является использование физических "фильтров" или загруженных катушек, чтобы заставить одну узкополосную антенну резонировать на двух разных центральных частотахДругим подходом является использование одной антенны, предназначенной для широкополосной производительности.
Оба этих решения не идеально подходят для антенн GNSS в современных компактных системах.В то время как широкополосные антенны могут поставить под угрозу критические свойства производительности, такие как прибыль и эффективность.
Лучшие методы антенны
Теперь лучшее решение может быть достигнуто с помощью антенн серии Inception Taoglas Limited. Например, HP5354.Пассивная антенна GNSS с частотой 1160-1610 МГц, предназначенная для повышения точности позиционированияЭта инновационная композитная антенна на основе керамики оптимизировала эффективность для частотных полос Beidou (B1/B2a), GPS/QZSS (L1/L5), GLONASS (G1) и Galileo (E1/E5a).
Рисунок 2: HP5354. A - это компактная плоская антенна, оптимизированная для двойной полосы (L1 и L5) производительности GNSS. (Изображение: Taoglas Limited)
Размер HP5354 A составляет 35 × 35 миллиметров (мм) и высота 4 мм, что очень подходит для компактных и плоских конструкций.Пакет с 11 булавками использует три булава в качестве интерфейса приема сигнала (два для частотной полосы L1 и один для частотной полосы L5), а оставшиеся булавки используются для заземления.
После настройки и проверки, HP5354. Многопроводная антенна, оснащенная плоскостью заземления 70 × 70 мм, имеет отличные характеристики излучения.Эта антенна может охватывать частотные диапазоны, требуемые системой GNSS нового поколения L1/L5, и полностью характеризовать ключевые частотно-связанные параметры в этих двух частотных диапазонах., включая потерю возврата, соотношение постоянных волн напряжения (VSWR), эффективность излучения, средний прирост, пиковый прирост, соотношение оси, смещение центра фазы, дрейф центра фазы и групповое задержка.
Использую Таоглас HP5354.
Несмотря на то, что антенна HP5354 может быть сопряжена с предоставляемыми пользователем фронт-энд модулями, использование Taoglas модуля TFM.100A GNSS RF упрощает процесс разработки базовой цепочки сигналов.Этот высокопроизводительный модуль охватывает L1/L5 двойные частотные полосы и предназначен специально для систем антенны с несколькими питающими патчами.
TFM.100A имеет двухступенчатый усилитель низкого шума (LNA), который может обеспечить прибавку более 25 децибел (dB) во всех частотных диапазонах, при этом показатель шума ниже 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.
Фильтр SAW в TFM.100A был тщательно отобран и размещен для отличной подавления OOB при сохранении низкого уровня шума 3 дБ.Это легко интегрируемое устройство для установки на поверхность имеет размеры 20 × 18 мм и питается от одного источника питания от 1 до0,8 до 5,5 VDC.
Taoglas также предоставляет соответствующую оценочную доску AHPD5354A (рисунок 3), что еще больше упрощает интеграцию HP5354. A с полной системой.100A RF предварительный усилитель и Taoglas HC125AHP5354. A, TFM.100A и HC125A работают вместе как интегрированная цепочка сигналов.