Rendimiento de la antena GPS
El rendimiento de una antena GPS está influenciado principalmente por los siguientes factores:
1. Lámina de cerámica: la calidad del polvo cerámico y el proceso de sinterización impactan directamente en su rendimiento. Las virutas cerámicas comúnmente disponibles en el mercado incluyen tamaños como 25x25, 18x18, 15x15 y 12x12 mm. Un área de lámina cerámica más grande da como resultado una constante dieléctrica, una frecuencia de resonancia y una recepción mejoradas más altas. Los chips cerámicos están diseñados predominantemente en formato cuadrado para garantizar que la resonancia en las direcciones XY sea casi idéntica, logrando así una adquisición uniforme de la señal satelital.
2. Revestimiento de plata: El revestimiento de plata en la superficie cerámica de la antena puede influir en la frecuencia de resonancia de la antena. Idealmente, la frecuencia de un chip cerámico GPS debería alinearse con precisión con 1575,42 MHz; sin embargo, esta frecuencia es altamente susceptible a factores ambientales, particularmente cuando se integra en un dispositivo. Para mantener la frecuencia en 1575,42 MHz, es posible que sea necesario realizar ajustes en la forma del revestimiento de plata. En consecuencia, los fabricantes de dispositivos GPS deben colaborar estrechamente con los proveedores de antenas y proporcionar muestras completas de los dispositivos para realizar pruebas.
3. Punto de alimentación: La antena cerámica recibe señales resonantes a través del punto de alimentación y las transmite al backend. Debido al requisito de adaptación de reactancia positiva de la antena, el punto de alimentación normalmente no está centrado sino ligeramente desplazado en las direcciones XY. Esta técnica de adaptación de impedancias es sencilla y rentable. Una antena con un desplazamiento de un solo eje se conoce como antena de polarización simple, mientras que una con desplazamientos en ambos ejes se conoce como antena de doble polarización.
4. Circuito de amplificación: La forma y el área de la PCB que soporta la antena cerámica son cruciales. Dadas las características de las señales GPS que se reflejan en el suelo, un plano de tierra ininterrumpido de 7 cm x 7 cm optimiza el rendimiento de una antena de parche. A pesar de las limitaciones impuestas por la estética estructural y otros factores, es aconsejable mantener un plano de tierra sustancial y de forma uniforme. La ganancia del circuito amplificador debe ser compatible con la ganancia del amplificador de bajo ruido (LNA) backend. Por ejemplo, el chipset GSC3F de SiRF estipula que la ganancia total antes de la entrada de la señal no debe exceder los 29 dB para evitar la saturación de la señal y la autoexcitación.
Cuatro parámetros clave definen las antenas GPS: ganancia, relación de onda estacionaria de voltaje (VSWR), figura de ruido y relación axial. En particular, la relación axial es una métrica crítica para evaluar la consistencia direccional de la ganancia de la señal en todo el dispositivo. Dado que los satélites están distribuidos aleatoriamente en el cielo hemisférico, es esencial garantizar que la antena muestre una sensibilidad comparable en todas las direcciones. La relación axial está influenciada por el rendimiento de la antena, la estructura física, los circuitos internos y la interferencia electromagnética (EMI).
