از زمان توسعه آن تحت رهبری وزارت دفاع ایالات متحده در اواخر دهه 1970 و گسترش تا دهه 1980،نقش و کاربرد سیستم موقعیت مکانی جهانی (GPS) به صورت نمایی رشد کرده استاین سیستم در ابتدا فقط برای ناوبری و هدایت موشک استفاده می شد، اما اکنون در ردیابی و نظارت بر دارایی ها، رانندگی خودکار در اتومبیل ها، کشاورزی، دستگاه های پوشیدنی،و بسیاری از کاربردهای دیگر که بنیانگذاران آن هرگز تصور نمی کردند.
پس از موفقیت در استفاده از GPS در ایالات متحده، سایر کشورها و مناطق نیز سیستم های GPS مربوطه را توسعه داده و راه اندازی کرده اند.به طور کلی به عنوان سیستم های ماهواره ای ناوبری جهانی (GNSS) شناخته می شوند.GNSS شامل GLONASS روسیه، گالیلو اتحادیه اروپا و Beidou چین، و همچنین دو سیستم GNSS منطقه ای: QZSS ژاپن و IRNSS / NavIC هند است.
اگر چه سیستم گیرنده GPS اولیه بزرگ و تقریبا غیرممکن برای قرار دادن در چمدان ماشین بود، تکنولوژی مدرن موتور اصلی GNSS را به یک مدار یکپارچه (IC) ساده کرده است.صرف نظر از نوع GNSS، همه این سیستم ها نیاز به یک آنتن بهینه شده برای دریافت سیگنال های RF بسیار ضعیف از آرایه های ماهواره ای GNSS دارند.اندازه آنتن ها نیز باید به همین ترتیب کاهش یابد..
با این حال، این یک چالش برای گیرنده هایی است که باید چندین سیستم GNSS یا باند فرکانس را اداره کنند.گیرنده نیاز به یک آنتن دارد که می تواند باند های RF پایین تر و بالاتر سیستم های مختلف مورد استفاده را مدیریت کند (شکل 1).
شکل ۱: در حال حاضر، تخصیص فرکانس GNSS و باند های فرکانسی که توسط سیستم های مختلف در حال استفاده برنامه ریزی شده اند، هم همپوشانی و هم جداسازی متقابل دارند.
تخصیص نوارهای فرکانس GNSS و فرکانس ها به شرح زیر است:
1559 تا 1610 مگاهرتز (MHz) ، که به عنوان باند فرکانس L1، E1، B1 شناخته می شود
1215 تا 1300 مگاهرتز، به عنوان باند فرکانس L2، E6، B3، L6
1164 تا 1215 مگاهرتز، که به عنوان باند فرکانس L5، E5، B2، L3 شناخته می شوند
لطفا توجه داشته باشید که باند L به محدوده فرکانس 1525 تا 1559 مگاهرتز اشاره دارد که در آن ماهواره های مختلف سیگنال های کالیبراسیون را انتقال می دهند.
تقاضا برای آنتن های پهن باند یا چند باند را می توان از اوایل ارتباطات بی سیم در اوایل قرن بیستم ردیابی کرد و در آن زمان دو روش رایج وجود داشت.یکی از روش ها استفاده از فیلترهای فیزیکی یا کویل های بارگذاری شده است تا باعث شود یک آنتن باند باریک در دو فرکانس مرکزی متفاوت به هم تنیده باشدروش دیگر استفاده از یک آنتن واحد طراحی شده برای عملکرد پهن باند است.
هر دو این راه حل ها برای آنتن های GNSS در طراحی های سیستم های جمع و جور امروز ایده آل نیستند. روش فیلتر شکاف به محرک ها و خازن های نسبتا بزرگ متمایز نیاز دارد.در حالی که آنتن های پهن باند می توانند ویژگی های عملکردی حیاتی مانند افزایش و کارایی را به خطر بیندازند..
روش های بهتر آنتن
اکنون یک راه حل بهتر می تواند از طریق آنتن های سری Inception Taoglas Limited به دست آید. به عنوان مثال، HP5354.آنتن گاناس گاناس غیرفعال 1160 تا 1610 مگاهرتز طراحی شده برای بهبود دقت موقعیتاین آنتن پیچ کامپوزیت مبتنی بر سرامیک نوآورانه برای باند های فرکانس Beidou (B1 / B2a) ، GPS / QZSS (L1 / L5) ، GLONASS (G1) و گالیلو (E1 / E5a) به دست آورده است.
شکل 2: HP5354 A یک آنتن صاف فشرده است که برای عملکرد GNSS دو باند (L1 و L5) بهینه شده است. (منبع تصویر: Taoglas Limited)
اندازه HP5354 A 35 × 35 میلی متر (ملی متر) و ارتفاع 4 میلی متر است که برای طرح های جمع و جور و مسطح بسیار مناسب است.بسته 11 پین از سه پین به عنوان رابط سیگنال گیرنده استفاده می کند (دو تا برای باند فرکانس L1 و یک تا برای باند فرکانس L5)، و پین های باقیمانده برای زمین زدن استفاده می شوند.
پس از تنظیم و تأیید، HP5354 آنتن چند خوراک مجهز به یک 70 × 70 میلی متر هواپیما زمین گیری دارای ویژگی های تابش عالی است.این آنتن می تواند باند های فرکانسی مورد نیاز سیستم GNSS L1/L5 نسل جدید را پوشش دهد و پارامترهای مربوط به فرکانس کلیدی را در این دو باند فرکانس به طور کامل مشخص کند.، از جمله از دست دادن بازگشت، نسبت موج ایستاده ولتاژ (VSWR) ، بهره وری تابش، افزایش متوسط، افزایش اوج، نسبت محور، تغییر مرکز فاز، حرکت مرکز فاز و تاخیر گروه.
با استفاده از تاگلاس HP5354 يه آنتن
اگرچه آنتن HP5354 می تواند با ماژول های فرنتند ارائه شده توسط کاربر جفت شود، استفاده Taoglas از ماژول RF TFM.100A GNSS روند توسعه زنجیره سیگنال زیربنایی را ساده می کند.این ماژول با عملکرد بالا پوشش می دهد L1 / L5 باند فرکانس دوگانه و به طور خاص برای سیستم های آنتن چند خوراک پچ طراحی شده است.
TFM.100A دارای یک تقویت کننده کم سر و صدا دو مرحله ای است که می تواند افزایش بیش از 25 دسیبل (dB) را در تمام باند های فرکانس فراهم کند، در حالی که رقم سر و صدا کمتر از 3 dB است. 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.
فیلتر SAW در TFM.100A به دقت انتخاب و قرار داده شده است تا با حفظ یک مقدار کم سر و صدا 3 دی سی بی، سرکوب OOB را انجام دهد.این آسان برای ادغام سطح نصب دستگاه اندازه 20 × 18 میلی متر و توسط یک منبع تغذیه واحد از 1.8 تا 5.5 VDC
Taoglas همچنین یک هیئت ارزیابی AHPD5354A را ارائه می دهد (شکل 3) ، که ادغام HP5354 A را با سیستم کامل ساده تر می کند. هیئت ارزیابی TFM را اتخاذ می کند.پیش تقویت کننده 100A RF و Taoglas HC125AHP5354 ، TFM.100A و HC125A به عنوان یک زنجیره سیگنال یکپارچه کار می کنند.