Wydajność anteny GPS
Na wydajność anteny GPS wpływają przede wszystkim następujące czynniki:
1. Blacha ceramiczna: Jakość proszku ceramicznego i proces spiekania bezpośrednio wpływają na jego działanie. Powszechnie dostępne na rynku chipy ceramiczne obejmują rozmiary takie jak 25x25, 18x18, 15x15 i 12x12 mm. Większa powierzchnia arkusza ceramicznego skutkuje wyższą stałą dielektryczną, częstotliwością rezonansową i lepszym odbiorem. Chipy ceramiczne są przeważnie zaprojektowane w formacie kwadratowym, aby zapewnić, że rezonans w kierunkach XY jest prawie identyczny, co pozwala uzyskać jednolity odbiór sygnału satelitarnego.
2. Powłoka srebra: Powłoka srebra na ceramicznej powierzchni anteny może wpływać na częstotliwość rezonansową anteny. W idealnym przypadku częstotliwość ceramicznego chipa GPS powinna dokładnie odpowiadać 1575,42 MHz; jednakże częstotliwość ta jest bardzo podatna na czynniki środowiskowe, szczególnie gdy jest zintegrowana z urządzeniem. Aby utrzymać częstotliwość 1575,42 MHz, może być konieczna regulacja kształtu srebrnej powłoki. W związku z tym producenci urządzeń GPS powinni ściśle współpracować z dostawcami anten i dostarczać kompletne próbki urządzeń do celów testowych.
3. Punkt zasilania: Antena ceramiczna odbiera sygnały rezonansowe przez punkt zasilania i przesyła je do backendu. Ze względu na wymóg dopasowania dodatniej reaktancji anteny, punkt zasilania zwykle nie jest wyśrodkowany, ale nieznacznie przesunięty w kierunkach XY. Ta technika dopasowywania impedancji jest prosta i opłacalna. Antena z przesunięciem jednoosiowym nazywana jest anteną jednostronnie spolaryzowaną, natomiast antena z przesunięciem w obu osiach nazywana jest anteną podwójnie spolaryzowaną.
4. Obwód wzmacniający: Kształt i powierzchnia płytki PCB podtrzymującej antenę ceramiczną mają kluczowe znaczenie. Biorąc pod uwagę charakterystykę sygnałów GPS odbijających się od podłoża, nieprzerwana płaszczyzna uziemienia o wymiarach 7 cm x 7 cm optymalizuje działanie anteny krosowej. Pomimo ograniczeń narzuconych przez estetykę konstrukcji i inne czynniki, wskazane jest utrzymanie znacznej i równomiernie ukształtowanej płaszczyzny podłoża. Wzmocnienie obwodu wzmacniacza musi być zgodne ze wzmocnieniem tylnego wzmacniacza niskoszumowego (LNA). Na przykład chipset GSC3F firmy SiRF przewiduje, że całkowite wzmocnienie przed wprowadzeniem sygnału nie powinno przekraczać 29 dB, aby zapobiec nasyceniu sygnału i samowzbudzeniu.
Anteny GPS definiują cztery kluczowe parametry: wzmocnienie, współczynnik fali stojącej napięcia (VSWR), współczynnik szumów i współczynnik osiowy. Warto zauważyć, że stosunek osiowy jest kluczową miarą oceny spójności kierunkowej wzmocnienia sygnału w całym urządzeniu. Ponieważ satelity są losowo rozmieszczone na półkuli nieba, istotne jest zapewnienie porównywalnej czułości anteny we wszystkich kierunkach. Na stosunek osiowy wpływają parametry anteny, jej struktura fizyczna, obwody wewnętrzne i zakłócenia elektromagnetyczne (EMI).
