Depuis son développement sous la direction du Département de la Défense des États-Unis (DoD) à la fin des années 1970 et jusqu'aux années 1980,le rôle et l'application du système de positionnement global (GPS) ont augmenté de façon exponentielleLe système était initialement utilisé uniquement pour la navigation et le guidage des missiles, mais a maintenant été intégré dans le suivi et la surveillance des actifs, la conduite autonome dans les voitures, l'agriculture, les appareils portables,et de nombreuses autres utilisations que ses fondateurs n'ont jamais imaginées..
Après le déploiement réussi du GPS aux États-Unis, d'autres pays et régions ont également développé et lancé des systèmes GPS correspondants,collectivement connus sous le nom de systèmes de navigation par satellite mondiaux (GNSS)Le GNSS comprend le GLONASS de la Russie, le Galileo de l'Union européenne et le Beidou de la Chine, ainsi que deux systèmes régionaux de GNSS: le QZSS du Japon et l'IRNSS/NavIC de l'Inde.
Bien que le système de récepteur GPS initial soit encombrant et presque impossible à installer dans le coffre d'une voiture, la technologie moderne a simplifié le moteur de base du GNSS en un seul circuit intégré (CI).Indépendamment du type de GNSS, tous ces systèmes nécessitent une antenne optimisée pour recevoir des signaux RF ultra faibles des réseaux de satellites GNSS.La taille des antennes doit également être réduite en conséquence..
Cependant, il s'agit d'un défi pour les récepteurs qui doivent gérer plusieurs systèmes GNSS ou bandes de fréquences.Le récepteur nécessite une antenne capable de gérer les bandes RF inférieures et supérieures des différents systèmes utilisés (figure 1).
Figure 1: Actuellement, l'attribution de fréquences GNSS et les bandes de fréquences prévues par les différents systèmes en usage ont à la fois une coexistence et une séparation croisées. (Source d'image: Taoglas Limited)
L'attribution des bandes de fréquences et des fréquences du GNSS est la suivante:
1559 à 1610 mégahertz (MHz), connue sous le nom de bande de fréquences L1, E1, B1
1215 à 1300 MHz, dénommées bandes de fréquences L2, E6, B3, L6
1164 à 1215 MHz, connues sous le nom de bandes de fréquences L5, E5, B2, L3
Veuillez noter que la bande L se réfère à la plage de fréquences comprise entre 1525 et 1559 MHz, dans laquelle divers satellites transmettent des signaux d'étalonnage.
La demande d'antennes à large bande ou multibande remonte aux débuts de la communication sans fil au début du XXe siècle, et il y avait deux méthodes courantes à cette époque.Une méthode consiste à utiliser des filtres physiques ou des bobines chargées pour faire résonner une seule antenne à bande étroite à deux fréquences centrales différentes.Une autre approche consiste à utiliser une seule antenne conçue pour des performances haut débit.
Ces deux solutions ne sont pas idéales pour les antennes GNSS dans les conceptions de systèmes compacts actuels.tandis que les antennes à large bande peuvent compromettre des propriétés critiques de performance telles que le gain et l'efficacité.
Meilleures méthodes d'antenne
Une meilleure solution peut maintenant être obtenue grâce aux antennes de la série Inception de Taoglas Limited.antenne de patch GNSS passive de 1160 à 1610 MHz conçue pour améliorer la précision de positionnementCette antenne composite innovante à base de céramique a permis d'optimiser les gains pour les bandes de fréquences Beidou (B1/B2a), GPS/QZSS (L1/L5), GLONASS (G1) et Galileo (E1/E5a).
Figure 2: HP5354. A est une antenne plate compacte optimisée pour les performances GNSS à double bande (L1 et L5). (Source d'image: Taoglas Limited)
La taille de HP5354 A est de 35 × 35 millimètres (mm) et la hauteur est de 4 mm, ce qui est très approprié pour les conceptions compactes et plates.Le paquet de 11 broches utilise trois broches comme interface de signal de réception (deux pour la bande de fréquence L1 et un pour la bande de fréquence L5), et les broches restantes sont utilisées pour la mise à la terre.
Après réglage et vérification, l'antène HP5354 équipée d'un plan de mise à la terre de 70 × 70 mm présente d'excellentes caractéristiques de rayonnement.Cette antenne peut couvrir les bandes de fréquences requises par le système GNSS L1/L5 de nouvelle génération et caractériser pleinement les paramètres clés liés à la fréquence dans ces deux bandes de fréquences., y compris les pertes de retour, le rapport de tension d'onde stationnaire (VSWR), l'efficacité du rayonnement, le gain moyen, le gain de pointe, le rapport d'axe, le décalage du centre de phase, la dérive du centre de phase et le retard de groupe.
On utilise le Taoglas HP5354.
Bien que l'antenne HP5354 puisse être associée à des modules de front-end fournis par l'utilisateur, l'utilisation par Taoglas du module RF GNSS TFM.100A simplifie le processus de développement de la chaîne de signal sous-jacente.Ce module haute performance couvre les bandes de fréquences doubles L1/L5 et est spécialement conçu pour les systèmes d'antenne multi-alimentation par correctifs.
Le TFM.100A est équipé d'un amplificateur à faible bruit (LNA) en deux étapes qui peut fournir un gain supérieur à 25 décibels (dB) dans toutes les bandes de fréquences, tandis que le chiffre du bruit est inférieur à 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.
Le filtre SAW du TFM.100A a été soigneusement sélectionné et placé pour effectuer une excellente suppression de l'OOB tout en maintenant un 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 10,8 à 5,5 VDC.
Taoglas fournit également un tableau d'évaluation AHPD5354A correspondant (figure 3), simplifiant davantage l'intégration de HP5354. A avec le système complet. Le tableau d'évaluation adopte TFM.Préamplificateur RF 100A et Taoglas HC125AHP5354 A, TFM.100A et HC125A fonctionnent ensemble comme une chaîne de signal intégrée.