Στα τέλη της δεκαετίας του 1980, το Παγκόσμιο Σύστημα Θέσης (GPS) τέθηκε με επιτυχία σε εμπορική λειτουργία στις Ηνωμένες Πολιτείες.Πολλές άλλες χώρες στον κόσμο επίσης ανέπτυξαν και ξεκίνησαν τις δικές τους εκδόσεις του GPSΗ τεχνολογία GNSS έχει αναπτυχθεί συνεχώς και διαδραματίζει κρίσιμο ρόλο στον διασυνδεδεμένο κόσμο.Το GNSS περιλαμβάνει το Galileo από την Ευρωπαϊκή Ένωση, GLONASS από τη Ρωσία, Beidou από την Κίνα, IRNSS/NavIC από την Ινδία, και QZSS από την Ιαπωνία.Τα συστήματα δέκτη GNSS χρησιμοποιούν πολλαπλές ζώνες συχνοτήτων για να λειτουργούν σε συντονισμό με πολλαπλά δορυφορικά αστερισμούς, επιτυγχάνοντας μεγαλύτερη ακρίβεια και αξιοπιστία.
Η κεραία είναι ένα βασικό συστατικό του δέκτη, διαδραματίζοντας κρίσιμο ρόλο στην αιχμαλωσία των αδύναμων ραδιοσημάτων που εκπέμπονται από δορυφόρους για να προσδιοριστεί η ακριβής θέση, η πλοήγηση και ο χρόνος του χρήστη.Συνεπώς, οι δέκτες GNSS πρέπει να χρησιμοποιούν πολλαπλές ζώνες συχνοτήτων, οι οποίες αντιστοιχούν στις χαμηλότερες και υψηλότερες ζώνες ραδιοσυχνοτήτων (RF) που μεταδίδονται από διαφορετικά συστήματα δορυφορικής πλοήγησης στο διάστημα.Οι ζώνες συχνοτήτων και οι συχνότητες που καλύπτονται από τους δέκτες GNSS συνοψίζονται ως εξής::
Το εύρος συχνοτήτων των ζώνων συχνοτήτων L1, E1 και B1 είναι 1559 MHz έως 1610 MHz
Το εύρος συχνοτήτων των ζώνων συχνοτήτων L2, E6, B3 και L6 είναι από 1217 MHz έως 1300 MHz
Το εύρος συχνοτήτων των ζώνων συχνοτήτων L5, E5, B2 και L3 είναι 1164 MHz έως 1217 MHz
Ως εκ τούτου, οι δέκτες GNSS χρησιμοποιούν ευρυζωνικές ή πολυζωνικές κεραίες που μπορούν να χειριστούν πολλαπλές περιοχές συχνοτήτων που χρησιμοποιούνται από διάφορα διαστημικά δορυφορικά δίκτυα.Η χρήση συχνοτήτων πολλαπλών ζώνων μπορεί να βελτιώσει την ακρίβεια θέσης και την αξιοπιστία των συστημάτων δέκτη GNSS, μειώνει τα σφάλματα και τις παρεμβολές του σήματος και επιτρέπει στις κεραίες GNSS να παρέχουν εξαιρετικές επιδόσεις σε ευρεία και σκληρά περιβάλλοντα.
Αντίθετα, η ανάλυση αυτή πρέπει να περιλαμβάνει:
Λόγω της χρήσης μεγάλων και ογκώδεις στοιβαγμένων κεραίων στα αρχικά συστήματα δέκτη GPS, τα οποία καταλάμβαναν πολύτιμο χώρο, υπήρξε μεγάλη ζήτηση για συμπαγές και επίπεδες λύσεις τα τελευταία χρόνια.Για την αποτελεσματική και οικονομικά αποδοτική ικανοποίηση των απαιτήσεων των σύγχρονων μονάδων GNSS RF front-endΗ Taoglas Limited έχει σχεδιάσει και αναπτύξει μια εξαιρετική τεχνολογία κεραίας για εξαιρετικά περιορισμένες και ακριβείς εφαρμογές.Το A είναι μια παθητική κεραία με πολλαπλές ζώνες συχνοτήτων που κυμαίνονται από 1160 MHz έως 1610 MHzΗ συσκευή έχει σχεδιαστεί για να βελτιώνει την ακρίβεια, την ανθεκτικότητα και την αξιοπιστία της τοποθέτησης.ενσωματώνοντας δύο κεραίες εντός των ίδιων εξωτερικών διαστάσεων με την κεραία GPS μονής συχνότητας (εικόνα 1)Ως εκ τούτου, μπορεί να εξασφαλίσει βελτιστοποιημένο κέρδος πόλωσης για τις ζώνες συχνοτήτων Beidou (B1/B2a), GPS/QZSS (L1/L5), GLONASS (G1), και Galileo (E1/E5a) (συμπεριλαμβανομένων των IRNSS/NavIC (L5)).Αυτό εξασφαλίζει επίσης τη συμβατότητα με διάφορες εφαρμογές σε οποιαδήποτε θέση.
Εικόνα του HP5354. Μια κεραία στην σειρά εισόδου της Tao Glass Co., Ltd.
Σχήμα 1: Αρχική σειρά HP5354. Η A είναι μια επίπεδη ενσωματωμένη κεραία που χρησιμοποιείται για συστήματα δέκτη GNSS (πηγή εικόνας: Taoglas Limited).
HP5354. Η A έχει βελτιστοποιηθεί για διπλή ζώνη και είναι μια συμπαγή και επίπεδη κεραία με διαστάσεις 35 mm x 35 mm και ύψος 4 mm. Διαθέτει κεραμική συσκευή 11 πιν επιφάνειας,με τρεις καρφίτσες που χρησιμοποιούνται για τη συλλογή ορθογώνιων ραδιοσημάτων στις ζώνες συχνοτήτων L1 και L5Δύο από αυτές τις τρεις καρφίτσες χρησιμοποιούνται για την παραλαβή σημάτων στη ζώνη συχνότητας L1, και η τρίτη καρφίτσα χρησιμοποιείται για την παραλαβή σημάτων στη ζώνη συχνότητας L5. Οι υπόλοιπες οκτώ καρφίτσες είναι γείτονες.
Για την επίτευξη της βέλτιστης αξιακής αναλογίας και του δεξιού κυκλικά πολωμένου σήματος (RHCP) στο τέλος της εξόδου,τα δύο σήματα εισόδου στη ζώνη συχνοτήτων L1 συνδυάζονται με τη συνιστώμενη υβριδική ζεύξη HC125A (σχήμα 2)Ο HC125A υιοθετεί ένα επίπεδο πακέτο τοποθέτησης επιφάνειας (1,5 mm ύψος), με χαμηλή απώλεια εισαγωγής και ισορροπημένο πλάτος εξόδου, κατάλληλο για εφαρμογές GNSS πολλαπλών ζώνων.
Σχεδιακό διάγραμμα χρήσης του συνιστώμενου υβριδικού ζευγαρωτήρα για τον συνδυασμό δύο εισερχόμενων σημάτων στη ζώνη συχνοτήτων L1
Σχήμα 2: Δύο σήματα εισόδου από τη ζώνη συχνοτήτων L1 συνδυάζονται στον υβριδικό ζεύκτη HC125A για να εξασφαλιστεί η βέλτιστη αναλογία άξονα ενώ παράγεται σήμα RHCP. (Πηγή εικόνας: Taoglas Limited)
Επιπλέον, η διπλή κεραία σημείων τροφοδοσίας έχει ρυθμιστεί και δοκιμαστεί σε επίπεδο εδάφους 70 mm x 70 mm και έχει δείξει εξαιρετικά πρότυπα ακτινοβολίας.περιγράφει συνολικά τις βασικές παραμέτρους που σχετίζονται με τη συχνότητα σε δύο ζώνες συχνοτήτωνΑυτές οι παραμέτροι περιλαμβάνουν απώλεια επιστροφής, αναλογία στάσιμου κύματος τάσης (VSWR), απόδοση, μέσο κέρδος, κέρδος κορυφής, αξιακή αναλογία, μετατόπιση κέντρου φάσης, μεταβολή κέντρου φάσης και καθυστέρηση ομάδας.
Η διπλή κεραία σημείων τροφοδοσίας έχει επίπεδο σχήμα και μπορεί να χρησιμοποιηθεί ευρέως σε περιπτώσεις όπου τα παραδοσιακά μοντέλα στοιβαγμένων ελαστικών είναι πολύ ογκώδη και ψηλά.βιομηχανική παρακολούθηση, τα αυτόνομα οχήματα και η ρομποτική, καθώς και φορητές συσκευές, μικρές συσκευές παρακολούθησης περιουσιακών στοιχείων και γεωργία ακριβείας.
Κατασκευή αλυσίδας σήματος RF front-end
Αν και η κεραία GNSS πολλαπλών ζώνων μπορεί να συνδυαστεί με το δικό του front-end GNSS του χρήστη, το Taoglas απλουστεύει σημαντικά τον σχεδιασμό της αλυσίδας σήματος χρησιμοποιώντας το TFM.Μονάδα εμπρόσθιας λειτουργίας GNSS 100A που έχει σχεδιαστεί ειδικά για κεραίες patch με πολλαπλά σημεία τροφοδοσίας.
Η εν λόγω μονάδα περιλαμβάνει δισταθμικό ενισχυτή χαμηλού θορύβου (LNA) με κέρδος άνω των 25 ντεσιμπέλων (dB) σε όλες τις ζώνες συχνοτήτων και αριθμό θορύβου (NF) μικρότερο των 3 dB.Χρησιμοποιεί ένα φίλτρο επιφανειακών ακουστικών κυμάτων (SAW) σε συνδυασμό με το LNA για να σχηματίσει μια τοπολογία SAW/LNA/SAW/LNA, ενώ επεξεργάζονται μονοπάτια σήματος χαμηλής και υψηλής συχνότητας για την καταστολή περιττών παρεμβολών εκτός ζώνης (OOB) και την πρόληψη της υπερφόρτωσης των ενισχυτών ή των δέκτη GNSS χαμηλού θορύβου.Το φίλτρο SAW στο TFMΤο.100A έχει επιλεγεί και τοποθετηθεί προσεκτικά για να επιτελεί άριστη καταστολή OOB, διατηρώντας ταυτόχρονα χαμηλό αριθμό θορύβου 3 dB.Αυτή η εύκολη να ενσωματωθεί επιφανειακή συσκευή τοποθέτησης μετρά 20 × 18 mm και τροφοδοτείται από ένα μόνο ενεργειακό δίκτυο που κυμαίνεται από 1Το ευρύ φάσμα τάσης εισόδου επιτρέπει την εύκολη ενσωμάτωση της ενδιάμεσης μονάδας στους περισσότερους δέκτες GNSS.