Hiệu suất của Ăng-ten GPS
Hiệu suất của ăng-ten GPS chủ yếu bị ảnh hưởng bởi các yếu tố sau:
1. Tấm gốm: Chất lượng của bột gốm và quá trình thiêu kết ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất của nó. Các loại chip gốm phổ biến hiện có trên thị trường bao gồm các kích thước như 25x25, 18x18, 15x15 và 12x12 mm. Diện tích tấm gốm lớn hơn dẫn đến hằng số điện môi cao hơn, tần số cộng hưởng và khả năng thu tín hiệu được cải thiện. Chip gốm chủ yếu được thiết kế theo dạng vuông để đảm bảo sự cộng hưởng theo hướng XY gần như giống hệt nhau, nhờ đó thu được tín hiệu vệ tinh đồng nhất.
2. Lớp phủ bạc: Lớp phủ bạc trên bề mặt ăng-ten gốm có thể ảnh hưởng đến tần số cộng hưởng của ăng-ten. Lý tưởng nhất là tần số của chip gốm GPS phải căn chỉnh chính xác ở mức 1575,42 MHz; tuy nhiên, tần số này rất dễ bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường, đặc biệt khi được tích hợp vào thiết bị. Để duy trì tần số ở mức 1575,42 MHz, có thể cần phải điều chỉnh hình dạng lớp phủ bạc. Do đó, các nhà sản xuất thiết bị GPS nên hợp tác chặt chẽ với các nhà cung cấp ăng-ten và cung cấp các mẫu thiết bị hoàn chỉnh cho mục đích thử nghiệm.
3. Điểm cấp dữ liệu: Ăng-ten gốm nhận tín hiệu cộng hưởng thông qua điểm cấp dữ liệu và truyền chúng đến phần phụ trợ. Do yêu cầu kết hợp điện kháng dương của ăng-ten, điểm cấp dữ liệu thường không nằm ở giữa mà lệch một chút theo hướng XY. Kỹ thuật kết hợp trở kháng này đơn giản và tiết kiệm chi phí. Một ăng-ten có độ lệch một trục được gọi là ăng-ten phân cực đơn, trong khi một ăng-ten có độ lệch ở cả hai trục được gọi là ăng-ten phân cực kép.
4. Mạch khuếch đại: Hình dạng và diện tích của PCB hỗ trợ ăng-ten gốm rất quan trọng. Với đặc điểm của tín hiệu GPS phản xạ khỏi mặt đất, mặt phẳng mặt đất không bị gián đoạn 7 cm x 7 cm sẽ tối ưu hóa hiệu suất của ăng-ten vá. Bất chấp những hạn chế do thẩm mỹ cấu trúc và các yếu tố khác gây ra, việc duy trì một mặt phẳng nền có hình dạng đồng nhất và đáng kể là điều nên làm. Mức tăng của mạch khuếch đại phải tương thích với mức tăng của Bộ khuếch đại nhiễu thấp (LNA) phụ trợ. Ví dụ: chipset GSC3F của SiRF quy định rằng tổng mức tăng trước khi đưa tín hiệu vào không được vượt quá 29 dB để tránh bão hòa tín hiệu và tự kích thích.
Bốn thông số chính xác định ăng-ten GPS: Độ lợi, Tỷ lệ sóng đứng điện áp (VSWR), Hệ số nhiễu và Tỷ lệ trục. Đáng chú ý, tỷ lệ trục là một thước đo quan trọng để đánh giá tính nhất quán theo hướng của mức tăng tín hiệu trên toàn bộ thiết bị. Vì các vệ tinh được phân bố ngẫu nhiên trên bầu trời bán cầu nên việc đảm bảo ăng-ten thể hiện độ nhạy tương đương theo mọi hướng là điều cần thiết. Tỷ lệ trục bị ảnh hưởng bởi hiệu suất, cấu trúc vật lý, mạch bên trong và Nhiễu điện từ (EMI) của ăng-ten.
