No final da década de 1980, o Sistema de Posicionamento Global (GPS) foi posto em operação comercial nos Estados Unidos.Muitos outros países do mundo também desenvolveram e lançaram suas próprias versões do GPSNos últimos 25 anos, a tecnologia GNSS desenvolveu-se continuamente e desempenhou um papel crucial no mundo interconectado.O GNSS inclui o Galileo da União Europeia, GLONASS da Rússia, Beidou da China, IRNSS/NavIC da Índia e QZSS do Japão.Os sistemas de recepção GNSS usam várias faixas de frequência para trabalhar em coordenação com várias constelações de satélites, alcançando uma maior precisão e fiabilidade.
A antena é um componente chave do receptor, desempenhando um papel crucial na captura dos sinais de rádio fracos emitidos por satélites para determinar a localização precisa, navegação e hora do usuário.Por conseguinte,, os receptores GNSS devem utilizar várias faixas de frequência, que correspondem às faixas de radiofrequência (RF) mais baixas e mais altas transmitidas por diferentes sistemas de navegação por satélite no espaço.As faixas de frequência e as frequências cobertas pelos receptores GNSS são resumidas do seguinte modo::
A faixa de frequências das bandas de frequências L1, E1 e B1 é de 1559 MHz a 1610 MHz
A faixa de frequências das bandas de frequências L2, E6, B3 e L6 é de 1217 MHz a 1300 MHz
A gama de frequências das bandas de frequências L5, E5, B2 e L3 é de 1164 MHz a 1217 MHz
Portanto, os receptores GNSS usam antenas de banda larga ou multibanda que podem lidar com várias faixas de frequência usadas por várias redes de satélites espaciais.A utilização de frequências multibanda pode melhorar a precisão e a fiabilidade do posicionamento dos sistemas de recepção GNSS, reduzir os erros de sinal e as interferências e permitir que as antenas GNSS ofereçam um excelente desempenho em ambientes amplos e adversos.
Antenna de correcção de parâmetros aninhados de banda múltipla
Devido ao uso de antenas empilhadas grandes e volumosas nos sistemas de receptor GPS iniciais, que ocupavam espaço valioso, tem havido uma alta demanda por soluções compactas e planas nos últimos anos.A fim de satisfazer de forma eficiente e rentável os requisitos dos modernos módulos de front-end de RF GNSS, Taoglas Limited projetou e desenvolveu uma excelente tecnologia de antena para aplicações altamente restritas e precisas.A é uma antena de patch passiva com várias faixas de frequência que vão de 1160 MHz a 1610 MHz, concebido para melhorar a precisão de posicionamento, robustez e confiabilidade.Incorporando duas antenas nas mesmas dimensões externas da antena GPS de freqüência única (Figura 1)Por conseguinte, pode assegurar um ganho de polarização otimizado para as bandas de frequência Beidou (B1/B2a), GPS/QZSS (L1/L5), GLONASS (G1) e Galileo (E1/E5a) (incluindo IRNSS/NavIC (L5)).Isto também garante a compatibilidade com várias aplicações em qualquer local.
Imagem do HP5354. uma antena na série de nível de entrada da Tao Glass Co., Ltd
Figura 1: Série inicial HP5354. A é uma antena de patch embutida usada para sistemas de receptor GNSS. (Fonte da imagem: Taoglas Limited)
HP5354. A foi otimizada para o desempenho de banda dupla e é uma antena compacta e plana com dimensões de 35 mm x 35 mm e uma altura de 4 mm.com três pinos utilizados para captar sinais de rádio ortogonais nas bandas de frequência L1 e L5Dois desses três pinos são usados para receber sinais na faixa de frequência L1, e o terceiro pin é usado para receber sinais na faixa de frequência L5. Os oito pinos restantes são aterrados.
A fim de obter a relação axial ideal e o sinal polarizado circularmente à direita (RHCP) na extremidade de saída,Os dois sinais de entrada na faixa de frequência L1 são combinados utilizando o acoplador híbrido recomendado HC125A (Figura 2). O HC125A adota um pacote de montagem de superfície plana (1,5 mm de altura), com baixa perda de inserção e amplitude de saída equilibrada, adequado para aplicações GNSS multibanda.
Diagrama esquemático de utilização do acoplador híbrido recomendado para combinar dois sinais de entrada na faixa de frequências L1
Figura 2: Dois sinais de entrada da faixa de frequência L1 são combinados no acoplador híbrido HC125A para garantir uma relação de eixo ideal ao gerar sinal RHCP. (Fonte da imagem: Taoglas Limited)
Além disso, a antena de ponto de alimentação dupla foi ajustada e testada num plano de solo de 70 mm x 70 mm e apresentou excelentes padrões de radiação.Caracteriza de forma abrangente os principais parâmetros relacionados com a frequência em duas faixas de frequênciaEstes parâmetros incluem perda de retorno, relação de onda de tensão (VSWR), eficiência, ganho médio, ganho de pico, relação axial, deslocamento do centro de fase, variação do centro de fase e atraso do grupo.
A antena de ponto de alimentação dupla tem uma forma plana e pode ser amplamente utilizada em situações em que os desenhos tradicionais de patch empilhados são muito volumosos e altos.rastreamento industrial, veículos autónomos e robótica, bem como dispositivos portáteis, rastreadores de pequenos activos e agricultura de precisão.
Construção de uma cadeia de sinal de RF front-end
Embora a antena GNSS multibanda possa ser combinada com o próprio front-end GNSS do utilizador, o Taoglas simplifica significativamente o desenho da cadeia de sinal através do TFM.Módulo front-end 100A GNSS concebido especificamente para antenas de correcção de pontos de alimentação múltiplos.
Este módulo inclui um amplificador de baixo ruído (LNA) de dois estágios com um ganho superior a 25 decibéis (dB) em todas as faixas de frequência e um valor de ruído (NF) inferior a 3 dB.Ele usa um filtro de onda acústica de superfície (SAW) combinado com o LNA para formar uma topologia SAW/LNA/SAW/LNA, ao processar os caminhos de sinais de baixa e alta frequência para suprimir interferências desnecessárias fora da banda (OOB) e evitar a sobrecarga dos amplificadores ou receptores GNSS de baixo ruído.O filtro SAW no TFM.100A foi cuidadosamente selecionado e colocado para executar excelente supressão OOB mantendo um baixo valor de ruído de 3 dB.Este dispositivo de montagem de superfície de fácil integração mede 20 × 18 mm e é alimentado por uma única fonte de alimentação que varia de 1.8 a 5.5 VDC. A ampla gama de tensões de entrada permite que o módulo front-end seja facilmente integrado na maioria dos receptores GNSS.