Terinspirasi oleh operasi komersial yang sukses dari Global Positioning System (GPS) di Amerika Serikat pada akhir 1980-an,banyak negara lain di dunia juga telah mengembangkan dan meluncurkan versi GPS mereka sendiri, secara kolektif dikenal sebagai Global Navigation Satellite System (GNSS). teknologi GNSS telah berkembang selama 25 tahun terakhir dan telah memainkan peran penting dalam dunia yang saling terhubung.GNSS termasuk Uni Eropa Galileo, GLONASS Rusia, Beidou Cina, IRNSS/NavIC India dan QZSS Jepang.untuk bekerja dengan beberapa konstelasi satelit, Sistem penerima GNSS menggunakan frekuensi multi-band untuk mendapatkan akurasi dan keandalan yang lebih tinggi.
Antena adalah komponen utama dari penerima dan memainkan peran penting dalam menangkap sinyal radio lemah dari satelit untuk menentukan lokasi, navigasi dan waktu yang tepat dari pengguna.Oleh karena itu, penerima GNSS menggunakan beberapa pita frekuensi, yang sesuai dengan pita frekuensi radio (RF) yang lebih rendah dan lebih tinggi yang dikirimkan oleh sistem navigasi satelit yang berbeda di ruang angkasa.Band frekuensi dan frekuensi yang dicakup oleh penerima GNSS diringkas sebagai berikut::
Jangkauan frekuensi pita L1, E1 dan B1 adalah 1559 MHz sampai 1610 MHz
Band L2, E6, B3, L6 memiliki kisaran frekuensi 1217 MHz sampai 1300 MHz
Jangkauan frekuensi pita L5, E5, B2 dan L3 adalah 1164 MHz sampai 1217 MHz
Oleh karena itu, penerima GNSS menggunakan antena broadband atau multi-band dan dapat menangani berbagai rentang frekuensi yang digunakan oleh berbagai jaringan satelit ruang angkasa.Frekuensi multi-band dapat meningkatkan akurasi posisi dan keandalan sistem penerima GNSS, mengurangi kesalahan sinyal dan gangguan, dan memberikan kinerja yang sangat baik dari antena GNSS di lingkungan yang luas dan keras.
Anten multi-band nested patch
Kebutuhan untuk solusi yang kompak dan datar telah tinggi selama beberapa tahun terakhir, karena sistem penerima GPS asli menggunakan antena besar, besar, ditumpuk yang menempati ruang yang berharga.Untuk memenuhi persyaratan modul front-end RF GNSS modern dengan efisiensi tinggi dan biaya rendahTailas Limited telah merancang dan mengembangkan teknologi antena yang luar biasa untuk aplikasi presisi yang sangat terbatas.1160 MHz sampai 1610 MHz antena patch pasif yang dirancang untuk meningkatkan akurasi lokasi, ketahanan, dan keandalan. Ia menggunakan teknologi antena ceramic nested patch yang inovatif dan menyematkan dua antena dengan dimensi keseluruhan yang sama dengan antena GPS single-band (Gambar 1).Oleh karena itu, dapat memberikan keuntungan polarisasi yang dioptimalkan untuk Beidou (B1/2a), GPS/QZSS (L1/L5), GLONASS (G1) dan Galileo (E1/E5a) band (termasuk IRNSS/NavIC (L5)).Hal ini juga memastikan kompatibilitas dengan berbagai aplikasi di mana mungkin.
Gambar dari seri entri Douglas Channel HP5354.
Gambar 1: Inception Series HP5354. A adalah antena patch bercabang datar untuk sistem penerima GNSS.
HP5354 Antenna yang dioptimalkan untuk kinerja dual band adalah antena berbentuk datar yang kompak dengan ukuran 35 mm x 35 mm dan tinggi 4 mm.Ini menggunakan 11-pin permukaan-mount keramik paket dengan tiga pin untuk menangkap sinyal radio orthogonal di L1 dan L5 bandDua dari tiga pin ini digunakan untuk menerima sinyal dari pita frekuensi L1 dan pin ketiga digunakan untuk menerima sinyal dari pita frekuensi L5.
Untuk mendapatkan rasio aksial yang optimal dan sinyal polarisasi melingkar kanan (RHCP) pada output, dua sinyal input dari pita L1 dikombinasikan menggunakan kopling hibrida yang direkomendasikan HC125A (Gambar.2) HC125A mengadopsi paket pemasangan permukaan datar (tinggi 1,5 mm), dengan kerugian penyisipan rendah dan amplitudo output seimbang, cocok untuk aplikasi GNSS multi-band.
Diagram skematik menggabungkan dua sinyal input dari pita frekuensi L1 dengan kopling hibrida yang direkomendasikan
Gambar 2: Dua sinyal input dari pita L1 dikombinasikan dalam kopling hibrida HC125A untuk memastikan rasio aksial optimal saat menghasilkan sinyal RHCP.
Selain itu, antena titik pakan ganda telah disetel dan diuji pada cakrawala 70 mm x 70 mm dan menunjukkan peta radiometrik yang sangat baik.Hal ini sepenuhnya mencirikan parameter kunci terkait frekuensi dalam dua band. Parameter ini termasuk kerugian pengembalian, rasio gelombang tegangan berdiri (VSWR), efisiensi, keuntungan rata-rata, keuntungan puncak, rasio aksial, pergeseran pusat fase, variasi pusat fase, dan keterlambatan kelompok.
Antenna titik pakan ganda memiliki bentuk datar, yang dapat digunakan secara luas dalam situasi di mana desain patch laminasi tradisional terlalu berat dan tinggi.pelacakan industri, kendaraan otonom dan robotika, serta perangkat yang dapat dipakai, pelacak aset kecil dan pertanian presisi.
Membangun link sinyal RF front-end
Meskipun antena GNSS multi-band dapat dikombinasikan dengan front-end GNSS pengguna sendiri, Tal secara signifikan menyederhanakan desain link sinyal dengan menggunakan TFM.Modul front-end GNSS 100B yang dirancang khusus untuk antena patch multi-feed point.
Modul ini terdiri dari penguat kebisingan rendah (LNA) dua tingkat dengan gain lebih dari 25 dB di semua pita frekuensi dan angka kebisingan (NF) kurang dari 3 dB.Ini menggunakan filter gelombang akustik permukaan (SAW) untuk menggabungkan dengan LNA untuk membentuk topologi SAW / LNA / SWAW / LNA, dan secara bersamaan memproses jalur sinyal pita frekuensi rendah dan tinggi untuk menekan gangguan luar pita (OOB) yang tidak perlu dan mencegah overloading dari amplifier atau penerima GNSS low noise.Filter SAW yang dipilih dengan cermat dan ditempatkan di TFM.100B memberikan penolakan OOB yang sangat baik sambil mempertahankan angka kebisingan 3 dB yang rendah.Rentang tegangan masukan yang luas memungkinkan modul front-end untuk dengan mudah diintegrasikan ke dalam sebagian besar penerima GNSS.
Untuk lebih membantu pengguna memahami integrasi modul front-end penerima GNSS lengkap,Insinyur Taglas menyiapkan papan evaluasi AHPD5354A (Gambar 3) sebagai desain referensi jalur sinyal front-endPapan evaluasi ini mengintegrasikan TFM.100B preamplifier, datar kinerja tinggi HC125A 3 dB kopling hibrida dan HP5354.