GPS-antennin suorituskyky
GPS-antennin suorituskykyyn vaikuttavat ensisijaisesti seuraavat tekijät:
1. Keraaminen levy: Keraamisen jauheen laatu ja sintrausprosessi vaikuttavat suoraan sen suorituskykyyn. Markkinoilla yleisesti saatavilla olevia keraamisia siruja ovat esimerkiksi 25x25, 18x18, 15x15 ja 12x12 mm koot. Suurempi keraamisen levyn pinta-ala johtaa korkeampaan dielektrisyysvakioon, resonanssitaajuuteen ja parempaan vastaanottoon. Keraamiset sirut on suunniteltu pääasiassa neliön muotoon, jotta varmistetaan, että resonanssi XY-suunnissa on lähes identtinen, jolloin saavutetaan yhtenäinen satelliittisignaalin hankinta.
2. Hopeapinnoite: Keraamisen antennin pinnan hopeapinnoite voi vaikuttaa antennin resonanssitaajuuteen. Ihannetapauksessa GPS-keraamisen sirun taajuuden tulisi olla tarkasti kohdakkain 1575,42 MHz:n kanssa; Tämä taajuus on kuitenkin erittäin herkkä ympäristötekijöille, erityisesti kun se on integroitu laitteeseen. Taajuuden säilyttämiseksi 1575,42 MHz:ssä voi olla tarpeen säätää hopeapinnoitteen muotoa. Tästä syystä GPS-laitteiden valmistajien tulisi tehdä tiivistä yhteistyötä antennitoimittajien kanssa ja toimittaa täydellisiä laitenäytteitä testausta varten.
3. Syöttöpiste: Keraaminen antenni vastaanottaa resonanssisignaaleja syöttöpisteen kautta ja lähettää ne taustajärjestelmään. Antennin positiivisen reaktanssin sovitusvaatimuksen vuoksi syöttökohtaa ei tyypillisesti ole keskitetty, vaan se on hieman siirtynyt XY-suuntiin. Tämä impedanssin sovitustekniikka on yksinkertainen ja kustannustehokas. Antennia, jossa on yksiakselinen poikkeama, kutsutaan yksisuuntaiseksi antenniksi, kun taas antennia, jolla on poikkeamat molemmilla akseleilla, kutsutaan kaksisuuntaiseksi antenniksi.
4. Vahvistuspiiri: Keraamista antennia tukevan piirilevyn muoto ja pinta-ala ovat ratkaisevia. Maasta heijastuvien GPS-signaalien ominaisuudet huomioon ottaen 7 cm x 7 cm:n keskeytymätön maataso optimoi patch-antennin suorituskyvyn. Rakenteellisen estetiikan ja muiden tekijöiden asettamista rajoituksista huolimatta on suositeltavaa säilyttää olennainen ja tasaisen muotoinen maataso. Vahvistinpiirin vahvistuksen on oltava yhteensopiva taustajärjestelmän Low Noise Amplifier (LNA) -vahvistuksen kanssa. Esimerkiksi SiRF:n GSC3F-piirisarja edellyttää, että kokonaisvahvistus ennen signaalin tuloa ei saa ylittää 29 dB signaalin kyllästymisen ja itseherätyksen estämiseksi.
Neljä avainparametria määrittelevät GPS-antennit: vahvistus, jännitteen seisova aaltosuhde (VSWR), kohinakuva ja aksiaalisuhde. Erityisesti aksiaalinen suhde on kriittinen mittari arvioitaessa signaalin vahvistuksen johdonmukaisuutta koko laitteessa. Koska satelliitit jakautuvat satunnaisesti puolipallon taivaalla, on tärkeää varmistaa, että antenni on herkkyydeltään vertailukelpoinen kaikkiin suuntiin. Aksiaalisuhteeseen vaikuttavat antennin suorituskyky, fyysinen rakenne, sisäiset piirit ja sähkömagneettiset häiriöt (EMI).
