Sinds de ontwikkeling onder leiding van het Amerikaanse ministerie van Defensie (DoD) in de late jaren 1970 en tot in de jaren 1980De rol en toepassing van het Global Positioning System (GPS) zijn exponentieel gegroeidHet systeem werd in eerste instantie alleen gebruikt voor navigatie en raketgeleiding, maar is nu geïntegreerd in asset tracking en monitoring, autonoom rijden in auto's, landbouw, draagbare apparaten,en vele andere doeleinden die de oprichters nooit hadden gedacht..
Na de succesvolle inzet van GPS in de Verenigde Staten hebben ook andere landen en regio's overeenkomstige GPS-systemen ontwikkeld en gelanceerd.gezamenlijk bekend als Global Navigation Satellite Systems (GNSS)GNSS omvat het Russische GLONASS, het Galileo van de Europese Unie en het Chinese Beidou, evenals twee regionale GNSS-systemen: het Japanse QZSS en het Indiase IRNSS/NavIC.
Hoewel het oorspronkelijke GPS-ontvangersysteem omvangrijk was en bijna onmogelijk in een kofferbak van een auto paste, heeft moderne technologie de GNSS-kernmotor vereenvoudigd tot een enkel geïntegreerd circuit (IC).Ongeacht het type GNSS, vereisen al deze systemen een geoptimaliseerde antenne om ultrazwakke RF-signalen van GNSS-satellietarrays te ontvangen.de grootte van de antennes moet ook dienovereenkomstig worden verkleind.
Dit is echter een uitdaging voor ontvangers die meerdere GNSS-systemen of frequentiebanden moeten verwerken.De ontvanger vereist een antenne die de lagere en hogere RF-banden van verschillende gebruikte systemen kan verwerken (figuur 1).
Figuur 1: Momenteel hebben GNSS-frequentietoewijzing en frequentiebanden die door verschillende in gebruik zijnde systemen zijn gepland, zowel overlappende coëxistentie als kruisverdeling. (Fotobron: Taoglas Limited)
De toewijzing van GNSS-frequentiebanden en -frequenties is als volgt:
1559 tot en met 1610 megahertz (MHz), bekend als de frequentieband L1, E1, B1
1215 tot en met 1300 MHz, aangeduid als frequentiebanden L2, E6, B3, L6
1164 tot en met 1215 MHz, bekend als de frequentiebanden L5, E5, B2, L3
De L-band verwijst naar het frequentiebereik van 1525 tot 1559 MHz, waarbinnen verschillende satellieten kalibratiesignalen verzenden.
De vraag naar breedband- of multibandantennes kan worden teruggevoerd tot de vroege draadloze communicatie in het begin van de 20e eeuw, en er waren op dat moment twee gemeenschappelijke methoden.Een methode is het gebruik van fysieke "notchfilters" of geladen spoelen om een enkele smalbandantenne te laten resoneren bij twee verschillende middelfrequentiesEen andere aanpak is het gebruik van een enkele antenne die is ontworpen voor breedbandprestaties.
Deze twee oplossingen zijn niet ideaal voor GNSS-antennen in de huidige compacte systeemontwerpen.Terwijl breedbandantennes prestatie-kritische eigenschappen zoals winst en efficiëntie in gevaar kunnen brengen.
Betere antennemethoden
Nu kan een betere oplossing worden bereikt door de antennes van de Inception-serie van Taoglas Limited. Bijvoorbeeld HP5354.Passieve GNSS-patch-antenne van 1160 tot en met 1610 MHz, ontworpen om de positioneringsnauwkeurigheid te verbeterenDeze innovatieve op keramiek gebaseerde composiet patch antenne heeft geoptimaliseerde winst gemaakt voor de frequentiebanden Beidou (B1/B2a), GPS/QZSS (L1/L5), GLONASS (G1) en Galileo (E1/E5a).
Figuur 2: HP5354. A is een compacte platte antenne die is geoptimaliseerd voor GNSS-prestaties in twee banden (L1 en L5).
De maat van HP5354 A is 35 × 35 millimeter (mm) en de hoogte is 4 mm, wat zeer geschikt is voor compacte en platte ontwerpen.Het 11-pin-pakket gebruikt drie pins als ontvangstsignaalinterface (twee voor L1-frequentieband en één voor L5-frequentieband), en de overgebleven pinnen worden gebruikt voor het aarden.
Na afstemming en verificatie heeft de HP5354 een uitstekende stralingskenmerken.Deze antenne kan de frequentiebanden dekken die nodig zijn voor het GNSS-systeem L1/L5 van de nieuwe generatie en de belangrijkste frequentiegerelateerde parameters in deze twee frequentiebanden volledig karakteriseren., met inbegrip van terugkeerverlies, spanningsstandgolfverhouding (VSWR), stralingsdoeltreffendheid, gemiddelde winst, piekwinst, asverhouding, fasecentrumverschuiving, fasecentrumverschuiving en groepsvertraging.
Met behulp van Taoglas HP5354.
Hoewel de HP5354 een antenne kan koppelen aan door de gebruiker geleverde front-end modules, vereenvoudigt het gebruik van de TFM.100A GNSS RF-module door Taoglas het ontwikkelingsproces van de onderliggende signaalketen.Deze high-performance module heeft een dubbele frequentieband van L1/L5 en is speciaal ontworpen voor multi feed patch antennesystemen..
TFM.100A is voorzien van een tweestaps lage geluidsversterker (LNA) die in alle frequentiebanden een gain van meer dan 25 decibel (dB) kan leveren, terwijl het geluidscijfer lager is dan 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.
Het SAW-filter in TFM.100A is zorgvuldig geselecteerd en geplaatst om een uitstekende OOB-onderdrukking te leveren met een laag geluidsniveau van 3 dB.Dit gemakkelijk te integreren apparaat voor oppervlakte bevestiging heeft een afmeting van 20 × 18 mm en wordt aangedreven door een enkele stroomtoevoer van 10,8 tot 5,5 VDC.
Taoglas biedt ook een bijpassend evaluatiebord AHPD5354A (figuur 3), waardoor de integratie van HP5354 A met het complete systeem verder vereenvoudigd wordt.100A RF-voorversterker en Taoglas HC125AHP5354 A, TFM.100A en HC125A werken samen als een geïntegreerde signaalketen.