Prestazioni dell'antenna GPS
Le prestazioni di un'antenna GPS sono influenzate principalmente dai seguenti fattori:
1. Foglio ceramico: la qualità della polvere ceramica e il processo di sinterizzazione influiscono direttamente sulle sue prestazioni. I chip in ceramica comunemente disponibili nel mercato includono dimensioni come 25x25, 18x18, 15x15 e 12x12 mm. Un'area di foglio di ceramica più grande si traduce in una costante dielettrica più elevata, una frequenza di risonanza e una ricezione migliorata. I chip in ceramica sono progettati prevalentemente in un formato quadrato per garantire che la risonanza nelle direzioni XY sia quasi identica, raggiungendo così l'acquisizione del segnale satellitare uniforme.
2. Rivestimento d'argento: il rivestimento d'argento sulla superficie dell'antenna ceramica può influenzare la frequenza di risonanza dell'antenna. Idealmente, la frequenza di un chip in ceramica GPS dovrebbe allinearsi con precisione con 1575,42 MHz; Tuttavia, questa frequenza è altamente suscettibile ai fattori ambientali, in particolare se integrata in un dispositivo. Per mantenere la frequenza a 1575,42 MHz, potrebbero essere necessarie regolazioni alla forma del rivestimento d'argento. Di conseguenza, i produttori di dispositivi GPS dovrebbero collaborare a stretto contatto con i fornitori di antenne e fornire campioni di dispositivi completi a fini di test.
3. Punto di alimentazione: l'antenna ceramica riceve segnali risonanti attraverso il punto di alimentazione e li trasmette al backend. A causa del requisito di corrispondenza della reattanza positiva dell'antenna, il punto di alimentazione non è in genere centrato ma leggermente offset nelle direzioni XY. Questa tecnica di abbinamento dell'impedenza è semplice ed economica. Un'antenna con un offset a singolo asse viene definita un'antenna a distorsione singolo, mentre una con offset in entrambi gli assi è noto come un'antenna a doppia polarizzazione.
4. Circuito di amplificazione: la forma e l'area del PCB a supporto dell'antenna ceramica sono cruciali. Date le caratteristiche dei segnali GPS che riflettono da terra, un piano di terra ininterrotto 7 cm x 7 cm ottimizza le prestazioni di un'antenna patch. Nonostante i vincoli imposti dall'estetica strutturale e altri fattori, è consigliabile mantenere un piano di terra sostanziale e di forma uniforme. Il guadagno del circuito dell'amplificatore deve essere compatibile con il guadagno dell'amplificatore a basso rumore backend (LNA). Ad esempio, il chipset GSC3F di SIRF stabilisce che il guadagno totale prima dell'ingresso del segnale non dovrebbe superare i 29 dB per prevenire la saturazione del segnale e l'autoeccitazione.
Quattro parametri chiave definiscono le antenne GPS: guadagno, rapporto di onda permanente di tensione (VSWR), figura del rumore e rapporto assiale. In particolare, il rapporto assiale è una metrica critica per valutare la coerenza direzionale del guadagno del segnale attraverso l'intero dispositivo. Poiché i satelliti sono distribuiti casualmente nel cielo emisferico, garantire che l'antenna presenta una sensibilità comparabile in tutte le direzioni. Il rapporto assiale è influenzato dalle prestazioni dell'antenna, dalla struttura fisica, dai circuiti interni e dall'interferenza elettromagnetica (EMI).
