Sejak perkembangannya di bawah kepemimpinan Departemen Pertahanan AS (DoD) pada akhir 1970-an dan diperpanjang hingga 1980-an,peran dan aplikasi Global Positioning System (GPS) telah berkembang secara eksponensialSistem ini awalnya hanya digunakan untuk navigasi dan panduan rudal tetapi sekarang telah diintegrasikan ke dalam pelacakan dan pemantauan aset, mengemudi otonom di mobil, pertanian, perangkat yang dapat dikenakan,dan banyak kegunaan akhir lainnya yang pendirinya tidak pernah membayangkan.
Setelah keberhasilan penyebaran GPS di Amerika Serikat, negara-negara dan wilayah lain juga telah mengembangkan dan meluncurkan sistem GPS yang sesuai,secara kolektif dikenal sebagai Global Navigation Satellite Systems (GNSS). GNSS mencakup GLONASS Rusia, Galileo Uni Eropa, dan Beidou China, serta dua sistem GNSS regional: QZSS Jepang dan IRNSS / NavIC India.
Meskipun sistem penerima GPS awal besar dan hampir tidak mungkin untuk muat ke dalam bagasi mobil, teknologi modern telah menyederhanakan mesin inti GNSS menjadi satu sirkuit terintegrasi (IC).Terlepas dari jenis GNSS, semua sistem ini membutuhkan antena yang dioptimalkan untuk menerima sinyal RF ultra lemah dari array satelit GNSS.ukuran antena juga harus dikurangi sesuai.
Namun, ini adalah tantangan bagi penerima yang harus menangani beberapa sistem GNSS atau pita frekuensi.Penerima membutuhkan antena yang dapat menangani pita RF yang lebih rendah dan lebih tinggi dari sistem yang berbeda yang digunakan (Gambar 1).
Gambar 1: Saat ini, alokasi frekuensi GNSS dan pita frekuensi yang direncanakan oleh berbagai sistem yang digunakan memiliki kebersamaan yang tumpang tindih dan pemisahan silang. (Sumber gambar: Taoglas Limited)
Alokasi pita frekuensi dan frekuensi GNSS adalah sebagai berikut:
1559 sampai 1610 megahertz (MHz), yang dikenal sebagai pita frekuensi L1, E1, B1
1215 sampai 1300 MHz, yang disebut sebagai pita frekuensi L2, E6, B3, L6
1164 sampai 1215 MHz, yang dikenal sebagai pita frekuensi L5, E5, B2, L3
Harap dicatat bahwa pita L mengacu pada kisaran frekuensi 1525-1559 MHz, di mana berbagai satelit mengirimkan sinyal kalibrasi.
Permintaan untuk antena broadband atau multiband dapat ditelusuri kembali ke komunikasi nirkabel awal pada awal abad ke-20, dan ada dua metode umum pada saat itu.Salah satu metode adalah menggunakan "filter notch" fisik atau kumparan yang terisi untuk menyebabkan antena pita sempit tunggal beresonansi pada dua frekuensi pusat yang berbedaPendekatan lain adalah menggunakan antena tunggal yang dirancang untuk kinerja broadband.
Kedua solusi ini tidak ideal untuk antena GNSS dalam desain sistem kompak saat ini.sementara antena broadband dapat membahayakan kinerja sifat kritis seperti keuntungan dan efisiensi.
Metode antena yang lebih baik
Sekarang solusi yang lebih baik dapat dicapai melalui antena seri Inception Taoglas Limited. misalnya, HP5354.1160 sampai 1610 MHz antena patch GNSS pasif yang dirancang untuk meningkatkan akurasi penentuan posisiAntenna patch komposit berbasis keramik inovatif ini telah mengoptimalkan keuntungan untuk pita frekuensi Beidou (B1/B2a), GPS/QZSS (L1/L5), GLONASS (G1), dan Galileo (E1/E5a).
Gambar 2: HP5354. A adalah antena datar kompak yang dioptimalkan untuk kinerja GNSS dual band (L1 dan L5). (sumber gambar: Taoglas Limited)
Ukuran HP5354. A adalah 35 × 35 milimeter (mm) dan tingginya adalah 4 mm, yang sangat cocok untuk desain kompak dan datar.Paket 11 pin menggunakan tiga pin sebagai antarmuka sinyal penerima (dua untuk pita frekuensi L1 dan satu untuk pita frekuensi L5), dan pin yang tersisa digunakan untuk grounding.
Setelah penyesuaian dan verifikasi, HP5354. Antenna multi feed yang dilengkapi dengan bidang pengantar 70 × 70 mm memiliki karakteristik radiasi yang sangat baik.Antena ini dapat mencakup pita frekuensi yang dibutuhkan oleh sistem GNSS L1/L5 generasi baru dan sepenuhnya mencirikan parameter terkait frekuensi utama di kedua pita frekuensi ini, termasuk kerugian pengembalian, rasio gelombang tegangan (VSWR), efisiensi radiasi, keuntungan rata-rata, keuntungan puncak, rasio sumbu, pergeseran pusat fase, pergeseran pusat fase, dan keterlambatan kelompok.
Menggunakan Taoglas HP5354.
Meskipun HP5354. sebuah antena dapat dipasangkan dengan modul front-end yang disediakan pengguna, penggunaan Taoglas dari modul RF TFM.100A GNSS menyederhanakan proses pengembangan rantai sinyal yang mendasari.Modul kinerja tinggi ini mencakup pita frekuensi ganda L1/L5 dan dirancang khusus untuk sistem antena multi feed patch.
TFM.100A memiliki penguat kebisingan rendah dua tahap (LNA) yang dapat memberikan keuntungan lebih dari 25 desibel (dB) di semua pita frekuensi, sementara angka kebisingan di bawah 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.
Filter SAW di TFM.100A telah dipilih dengan hati-hati dan ditempatkan untuk melakukan penekanan OOB yang sangat baik sambil mempertahankan angka kebisingan 3 dB yang rendah.Ini mudah untuk mengintegrasikan permukaan perangkat pemasangan ukuran 20 × 18 mm dan didukung oleh sumber daya tunggal mulai dari 1.8 sampai 5.5 VDC.
Taoglas juga menyediakan papan evaluasi AHPD5354A yang cocok (Gambar 3), lebih menyederhanakan integrasi HP5354. A dengan sistem lengkap.100A RF preamplifier dan Taoglas HC125AHP5354. A, TFM.100A, dan HC125A bekerja sama sebagai rantai sinyal terintegrasi.