Performances de l'antenne GPS
Les performances d'une antenne GPS sont principalement influencées par les facteurs suivants :
1. Feuille de céramique : La qualité de la poudre céramique et le processus de frittage ont un impact direct sur ses performances. Les puces céramiques couramment disponibles sur le marché incluent des tailles telles que 25x25, 18x18, 15x15 et 12x12 mm. Une plus grande surface de feuille de céramique entraîne une constante diélectrique, une fréquence de résonance et une réception améliorées. Les puces en céramique sont principalement conçues dans un format carré pour garantir que la résonance dans les directions XY est presque identique, permettant ainsi une acquisition uniforme du signal satellite.
2. Revêtement argenté : le revêtement argenté sur la surface de l'antenne en céramique peut influencer la fréquence de résonance de l'antenne. Idéalement, la fréquence d’une puce céramique GPS devrait s’aligner précisément sur 1 575,42 MHz ; cependant, cette fréquence est très sensible aux facteurs environnementaux, en particulier lorsqu'elle est intégrée à un appareil. Pour maintenir la fréquence à 1 575,42 MHz, des ajustements de la forme du revêtement d'argent peuvent être nécessaires. Par conséquent, les fabricants d'appareils GPS doivent collaborer étroitement avec les fournisseurs d'antennes et fournir des échantillons complets d'appareils à des fins de test.
3. Point d'alimentation : l'antenne en céramique reçoit des signaux résonants via le point d'alimentation et les transmet au backend. En raison de l'exigence d'adaptation de réactance positive de l'antenne, le point d'alimentation n'est généralement pas centré mais légèrement décalé dans les directions XY. Cette technique d'adaptation d'impédance est simple et rentable. Une antenne avec un décalage sur un seul axe est appelée antenne à polarisation unique, tandis qu'une antenne avec des décalages sur les deux axes est appelée antenne à double polarisation.
4. Circuit d'amplification : La forme et la surface du PCB supportant l'antenne en céramique sont cruciales. Compte tenu des caractéristiques des signaux GPS réfléchis par le sol, un plan de sol ininterrompu de 7 cm x 7 cm optimise les performances d'une antenne patch. Malgré les contraintes imposées par l’esthétique structurelle et d’autres facteurs, il est conseillé de conserver un plan de sol substantiel et de forme uniforme. Le gain du circuit amplificateur doit être compatible avec le gain de l'amplificateur à faible bruit (LNA) backend. Par exemple, le chipset GSC3F de SiRF stipule que le gain total avant l'entrée du signal ne doit pas dépasser 29 dB pour éviter la saturation du signal et l'auto-excitation.
Quatre paramètres clés définissent les antennes GPS : le gain, le rapport d'onde stationnaire de tension (VSWR), le facteur de bruit et le rapport axial. Le rapport axial est notamment une mesure essentielle pour évaluer la cohérence directionnelle du gain du signal sur l’ensemble du dispositif. Comme les satellites sont répartis de manière aléatoire dans le ciel hémisphérique, il est essentiel de garantir que l’antenne présente une sensibilité comparable dans toutes les directions. Le rapport axial est influencé par les performances de l'antenne, sa structure physique, ses circuits internes et les interférences électromagnétiques (EMI).
