Desempenho da Antena GPS
O desempenho de uma antena GPS é influenciado principalmente pelos seguintes fatores:
1. Folha Cerâmica: A qualidade do pó cerâmico e o processo de sinterização impactam diretamente seu desempenho. Os chips cerâmicos comumente disponíveis no mercado incluem tamanhos como 25x25, 18x18, 15x15 e 12x12 mm. Uma área maior da folha cerâmica resulta em uma maior constante dielétrica, frequência de ressonância e melhor recepção. Os chips cerâmicos são predominantemente projetados em formato quadrado para garantir que a ressonância nas direções XY seja quase idêntica, conseguindo assim uma aquisição uniforme de sinal de satélite.
2. Revestimento prateado: O revestimento prateado na superfície da antena de cerâmica pode influenciar a frequência de ressonância da antena. Idealmente, a frequência de um chip cerâmico GPS deve estar alinhada precisamente com 1575,42 MHz; no entanto, esta frequência é altamente suscetível a fatores ambientais, especialmente quando integrada num dispositivo. Para manter a frequência em 1575,42 MHz, podem ser necessários ajustes no formato do revestimento prateado. Consequentemente, os fabricantes de dispositivos GPS devem colaborar estreitamente com os fornecedores de antenas e fornecer amostras completas de dispositivos para fins de teste.
3. Ponto de alimentação: A antena de cerâmica recebe sinais ressonantes através do ponto de alimentação e os transmite para o backend. Devido ao requisito de correspondência de reatância positiva da antena, o ponto de alimentação normalmente não é centralizado, mas ligeiramente deslocado nas direções XY. Esta técnica de correspondência de impedância é simples e econômica. Uma antena com deslocamento de eixo único é chamada de antena de polarização única, enquanto uma antena com deslocamentos em ambos os eixos é conhecida como antena de polarização dupla.
4. Circuito de Amplificação: A forma e a área da PCB que suporta a antena de cerâmica são cruciais. Dadas as características dos sinais GPS refletidos no solo, um plano de aterramento ininterrupto de 7 cm x 7 cm otimiza o desempenho de uma antena patch. Apesar das restrições impostas pela estética estrutural e outros factores, é aconselhável manter um plano de terra substancial e de formato uniforme. O ganho do circuito amplificador deve ser compatível com o ganho do amplificador de baixo ruído (LNA) backend. Por exemplo, o chipset GSC3F da SiRF estipula que o ganho total antes da entrada do sinal não deve exceder 29 dB para evitar a saturação e a autoexcitação do sinal.
Quatro parâmetros principais definem as antenas GPS: ganho, relação de onda estacionária de tensão (VSWR), figura de ruído e relação axial. Notavelmente, a relação axial é uma métrica crítica para avaliar a consistência direcional do ganho do sinal em todo o dispositivo. Como os satélites são distribuídos aleatoriamente pelo céu hemisférico, é essencial garantir que a antena exiba sensibilidade comparável em todas as direções. A relação axial é influenciada pelo desempenho da antena, estrutura física, circuito interno e interferência eletromagnética (EMI).
