عملکرد آنتن GPS

عملکرد آنتن GPS

می دانیم که مکان یاب GPS پایانه ای برای موقعیت یابی یا ناوبری با دریافت سیگنال های ماهواره ای است.در فرآیند دریافت سیگنال باید از آنتن استفاده شود، بنابراین آنتنی که سیگنال را دریافت می کند آنتن GPS می نامیم.سیگنال های ماهواره ای GPS به ترتیب به L1 و L2 با فرکانس های 1575.42MHZ و 1228MHZ تقسیم می شوند که در میان آنها L1 یک سیگنال مدنی باز با قطبش دایره ای است.قدرت سیگنال حدود 166-DBM است که یک سیگنال نسبتا ضعیف است.این ویژگی ها مشخص می کند که باید آنتن های ویژه ای برای دریافت سیگنال های GPS آماده شود.

1. ورق سرامیک: کیفیت پودر سرامیک و فرآیند پخت مستقیماً بر عملکرد آن تأثیر می گذارد.ورق های سرامیکی که در حال حاضر در بازار استفاده می شود، عمدتاً 25×25، 18×18، 15×15 و 12×12 می باشد.هر چه مساحت ورق سرامیکی بزرگتر باشد، ثابت دی الکتریک بیشتر، فرکانس تشدید بالاتر و اثر پذیرش بهتر است.اکثر قطعات سرامیکی از طراحی مربعی برخوردار هستند تا اطمینان حاصل شود که رزونانس در جهت XY اساساً یکسان است تا به اثر مجموعه ستاره یکنواخت برسد.

2. لایه نقره ای: لایه نقره ای روی سطح آنتن سرامیکی می تواند بر فرکانس تشدید آنتن تأثیر بگذارد.نقطه فرکانس ایده آل تراشه سرامیکی GPS دقیقاً روی 1575.42 مگاهرتز است، اما نقطه فرکانس آنتن به راحتی تحت تأثیر محیط اطراف قرار می گیرد، به خصوص زمانی که در کل دستگاه مونتاژ می شود، نقطه فرکانس باید تنظیم شود تا در حالت ثابت بماند. 1575.42 مگاهرتز با تنظیم شکل پوشش سطح نقره ای..بنابراین سازندگان دستگاه های کامل جی پی اس باید در هنگام خرید آنتن با سازندگان آنتن همکاری کرده و نمونه های کامل دستگاه را جهت تست ارائه دهند.

3. نقطه تغذیه: آنتن سرامیکی سیگنال رزونانس را از طریق نقطه تغذیه جمع آوری کرده و به انتهای پشتی ارسال می کند.به دلیل تطابق امپدانس آنتن، نقطه تغذیه معمولاً در مرکز آنتن نیست، اما کمی در جهت XY تنظیم می شود.چنین روش تطبیق امپدانس ساده است و هزینه ای اضافه نمی کند.حرکت فقط در یک محور را آنتن تک بایاس و حرکت در هر دو محور را دو بایاس می گویند.

4. مدار تقویت کننده: شکل و مساحت PCB حامل آنتن سرامیکی.با توجه به ویژگی های جی پی اس ریباند، زمانی که پس زمینه 7 سانتی متر × 7 سانتی متر است

آنتن GPS دارای چهار پارامتر مهم است: بهره (Gain)، موج ایستاده (VSWR)، رقم نویز (Noise figure)، نسبت محوری (Axial ratio).در میان آنها، نسبت محوری به ویژه مورد تأکید قرار می گیرد، که یک شاخص مهم برای اندازه گیری تفاوت بهره سیگنال کل دستگاه در جهات مختلف است.از آنجایی که ماهواره ها به صورت تصادفی در آسمان نیمکره توزیع می شوند، بسیار مهم است که اطمینان حاصل شود که آنتن ها در همه جهات حساسیت مشابهی دارند.نسبت محوری تحت تأثیر عملکرد آنتن، ساختار ظاهری، مدار داخلی و EMI کل دستگاه است.