À la fin des années 1980, le système de positionnement global (GPS) a été mis en service avec succès aux États-Unis.Beaucoup d'autres pays dans le monde ont également développé et lancé leurs propres versions de GPSAu cours des 25 dernières années, la technologie GNSS s'est continuellement développée et a joué un rôle crucial dans le monde interconnecté.Le GNSS inclut Galileo de l'Union européenneEn comparaison avec les récepteurs GPS traditionnels qui n'utilisent que des systèmes GPS par satellite, les récepteurs GPS traditionnels qui utilisent seulement des systèmes GPS par satellite ne sont pas aussi efficaces que les récepteurs GPS traditionnels.Les systèmes de récepteurs GNSS utilisent plusieurs bandes de fréquences pour travailler en coordination avec plusieurs constellations de satellites, ce qui permet d'atteindre une plus grande précision et fiabilité.
L'antenne est un composant clé du récepteur, jouant un rôle crucial dans la capture des faibles signaux radio émis par les satellites pour déterminer l'emplacement précis, la navigation et l'heure de l'utilisateur.Donc..., les récepteurs GNSS doivent utiliser plusieurs bandes de fréquences, qui correspondent aux bandes de radiofréquences (RF) inférieures et supérieures transmises par différents systèmes de navigation par satellite dans l'espace.Les bandes de fréquences et les fréquences couvertes par les récepteurs GNSS sont résumées comme suit::
La gamme de fréquences des bandes de fréquences L1, E1 et B1 est comprise entre 1559 MHz et 1610 MHz.
La gamme de fréquences des bandes de fréquences L2, E6, B3 et L6 est de 1217 MHz à 1300 MHz.
La gamme de fréquences des bandes de fréquences L5, E5, B2 et L3 est de 1164 MHz à 1217 MHz.
Par conséquent, les récepteurs GNSS utilisent des antennes à large bande ou multibande qui peuvent gérer plusieurs gammes de fréquences utilisées par divers réseaux de satellites spatiaux.L'utilisation de fréquences multiband peut améliorer la précision et la fiabilité du positionnement des systèmes de récepteurs GNSS, réduire les erreurs de signal et les interférences, et permettre aux antennes GNSS de fournir des performances excellentes dans des environnements larges et difficiles.
Antenne de patch imbriquée à bande multiple
En raison de l'utilisation de grandes antennes empilées volumineuses dans les systèmes de récepteurs GPS initiaux, qui occupaient un espace précieux, il y a eu une forte demande de solutions compactes et plates ces dernières années.Afin de répondre efficacement et à moindre coût aux exigences des modules frontaux RF du GNSS moderne, Taoglas Limited a conçu et développé une excellente technologie d'antenne pour des applications très restreintes et précises.A est une antenne de patch passif avec plusieurs bandes de fréquences allant de 1160 MHz à 1610 MHz, conçu pour améliorer la précision de positionnement, la robustesse et la fiabilité.incorporant deux antennes dans les mêmes dimensions externes que l'antenne GPS à fréquence unique (figure 1)Par conséquent, il peut assurer un gain de polarisation optimisé pour les bandes de fréquences Beidou (B1/B2a), GPS/QZSS (L1/L5), GLONASS (G1) et Galileo (E1/E5a) (y compris IRNSS/NavIC (L5)).Cela assure également la compatibilité avec diverses applications à n'importe quel endroit.
Une antenne dans la série d'entrée de gamme de Tao Glass Co., Ltd.
Figure 1: Série initiale HP5354. A est une antenne à patch plate imbriquée utilisée pour les systèmes de récepteurs GNSS. (Source d'image: Taoglas Limited)
HP5354. A a été optimisé pour des performances à double bande et est une antenne compacte et plate avec des dimensions de 35 mm x 35 mm et une hauteur de 4 mm.avec trois broches utilisées pour capter des signaux radio orthogonaux dans les bandes de fréquences L1 et L5Deux de ces trois broches sont utilisées pour recevoir des signaux dans la bande de fréquence L1, et la troisième broche est utilisée pour recevoir des signaux dans la bande de fréquence L5.
Pour obtenir le rapport axial optimal et le signal à polarisation circulaire à droite (RHCP) à l'extrémité de sortie,les deux signaux d'entrée de la bande de fréquences L1 sont combinés à l'aide du coupleur hybride recommandé HC125A (figure 2). Le HC125A adopte un ensemble de montage de surface plat (1,5 mm de haut), avec une faible perte d'insertion et une amplitude de sortie équilibrée, adapté aux applications GNSS multibande.
Diagramme schématique de l'utilisation du coupleur hybride recommandé pour combiner deux signaux d'entrée dans la bande de fréquences L1
Figure 2: Deux signaux d'entrée de la bande de fréquence L1 sont combinés dans l'accouplement hybride HC125A pour assurer un rapport d'axe optimal tout en générant un signal RHCP. (Source d'image: Taoglas Limited)
En outre, l'antenne à double alimentation a été réglée et testée sur un plan au sol de 70 mm x 70 mm et a montré d'excellents modèles de rayonnement.il caractérise de manière exhaustive les principaux paramètres liés à la fréquence dans deux bandes de fréquencesCes paramètres comprennent la perte de retour, le rapport de tension d'onde stationnaire (VSWR), l'efficacité, le gain moyen, le gain de pointe, le rapport axial, le décalage du centre de phase, la variation du centre de phase et le retard de groupe.
L'antenne à double point d'alimentation a une forme plate et peut être largement utilisée dans les situations où les conceptions traditionnelles de patch empilés sont trop volumineuses et élevées.le suivi industriel, les véhicules autonomes et la robotique, ainsi que les appareils portables, les petits détecteurs d'actifs et l'agriculture de précision.
Construire une chaîne de signaux RF avant
Bien que l'antenne GNSS multibande puisse être combinée avec le front-end GNSS de l'utilisateur, Taoglas simplifie considérablement la conception de la chaîne de signal en utilisant le TFM.Module de front-end GNSS 100A spécialement conçu pour les antennes multi-alimentation.
Ce module comprend un amplificateur à faible bruit (LNA) à deux niveaux avec un gain supérieur à 25 décibels (dB) dans toutes les bandes de fréquences et un chiffre de bruit (NF) inférieur à 3 dB.Il utilise un filtre d'onde acoustique de surface (SAW) combiné avec le LNA pour former une topologie SAW/LNA/SAW/LNA, tout en traitant les chemins de signaux basse et haute fréquence pour supprimer les interférences inutiles hors bande (OOB) et prévenir la surcharge des amplificateurs ou récepteurs GNSS à faible bruit.Le filtre SAW dans TFM.100A a été soigneusement sélectionné et placé pour effectuer une excellente suppression de l'OOB tout en maintenant un faible chiffre de bruit de 3 dB.Ce dispositif de montage de surface facile à intégrer mesure 20 × 18 mm et est alimenté par une seule alimentation allant de 1.8 à 5.5 VDC. La large plage de tension d'entrée permet à ce module de front-end d'être facilement intégré dans la plupart des récepteurs GNSS.