8-900-374-94-44
В первую очередь GPS-антенны следует разделить на пассивные и активные. Кроме того, существуют антенны внешние и для монтажа на плату. Эти две классификации антенн для GPS являются основными. Производители предлагают антенны различного типа. Не следует забывать, что антенны являются одной из самых важных составных частей беспроводных систем. Каким бы замечательным ни было оборудование, но если используется неподходящая антенна, то характеристики такой системы будут весьма далеки от желаемых. Активные антенны представляют собой пассивные антенны со встроенным малошумящим усилителем. Когда же стоит применять активные антенны? Во-первых, если в GPS-приёмнике нет возможности установки внутренней антенны — например, когда выведен разъём для подключения внешней антенны, безсуловно, лучшим вариантом будет использование активной антенны, нежели пассивной. Это позволит не только увеличить чувствительность, но и повысить соотношение «сигнал — шум» и снизить влияние помех (слабый сигнал, идущий по кабелю от пассивной антенны более подвержен воздействию внешнего электромагнитного излучения, чем сигнал от активной антенны гораздо большей амплитуды).
В случае отсутствия соединительного кабеля (или в случае крайне малой его длины, которой можно пренебречь), необходимость применения активной антенны диктуется конкретной ситуацией: если разрабатывается новое устройство, то во многих случаях может быть удобнее и дешевле встроить антенный усилитель непосредственно в устройство. Готовые устройства такой усилитель уже могут содержать, поэтому к выбору типа антенны необходимо подходить индивидуально.
Рассмотрим некоторые модели антенн, предлагаемых различными производителями. Компания Laipac предлагает целый ряд антенн для беспроводных устройств, как внешних, так и внутренних. Накладная серия антенн P1 представляет собой внешнюю активную антенну для устройств GPS (рис. 1).
Рис. 1. Внешний вид антенны Laipac P1
Она имеет небольшие габариты, выполнена в защищённом от внешних воздействий корпусе и поставляется с кабелем с разъёмами MMCX, SMA и MCX. Корпус имеет магнитное основание, что в большинстве случаем существенно упрощает её монтаж на место работы.
В антенну встроен высокотехнологичный современный малошумящий усилитель. Имеется большое разнообразие разъёмов (которое может быть расширено поставкой антенн с заказными разъёмами). Антенны выпускаются в двух вариантах: для систем с напряжением питания 3,0 В и для систем с напряжением питания 5,0 В. Помимо хорошего усиления МШУ содержит полосовые фильтры, вырезающие все сигналы за пределами рабочего диапазона частот GPS. Рассмотрим основные рабочие характеристики антенны. Рабочая частота составляет 1575,42±3 МГц, при этом КСВН не превышает 2,0. Ширина полосы пропускания с учётом работы полосовых фильтров составляет 10 МГц. Антенна имеет коэффициент эллиптичности 3,0 дБ, её импеданс составляет 50 Ом. Максимальный коэффициент усиления собственно антенны достигает 4,0 дБ, а рассеиваемая мощность не превышает 1,0 Вт; поляризация антенны – правая круговая. Встроенный усилитель имеет следующие характеристики: коэффициент усиления сигнала без учёта затухания в кабеле — 27 дБ при коэффициенте шума 1,5 дБ; выходной КСВН не превышает 2,0.
При этом напряжение питания составляет либо 3,0±0,3 В (для трехвольтовых модификаций), либо 5,0±0,5 В (для пятивольтовых). Вес — всего 35 г (без кабеля; вес с кабелем не превышает 120 г) при габаритах 49,3×49,3×17 мм. Антенна комплектуется кабелем типа RG 174 длиной 5 м. Антенна успешно функционирует в диапазоне температур от –40 до +105 ºС.
Навинчивающаяся антенна GLP1-RA (рис. 2) предназначена для подключения к GPS-приёмникам с внутренним напряжением питания 3,3 В. Она компактна, выполнена в защищённом корпусе и в основном предназначена для производителей электроники и системных интеграторов. Суммарное усиление антенны составляет 27 дБ. Кабель с разъемом типа SMA выходит из центральной нижней части антенны. Основные технические характеристики этой антенны во многом аналогичны рассмотренной выше Р1, за исключением коэффициента шума – здесь он составляет 1,2 дБ, а потребляемый ток не превышает 20 мА. Рабочий диапазон температур менее широк: от –40 до +85 С. Диаметр антенны составляет 60 мм, а высота — 22 мм.
Рис. 2. Внешний вид антенны Laipac GLP1-RA
Еще одна производимая этой фирмой антенна GLP-P1P (рис. 3) уже относится к классу встраиваемых пассивных антенн без усилителя, поэтому подразумевает использование с модулями, имеющими встроенный МШУ. Ее технические характеристики аналогичны рассмотренным выше, поэтому отметим только уникальные. Ширина полосы пропускания, в отличие от антенны Р1, составляет 15 МГц. Конструкция антенны требует противовес размером 70×70 мм, при этом её вес не превышает 10 г, а габаритные размеры составляют 25×25×2 мм. Рабочий диапазон температур антенны — от –40 до +85 С, допустимая влажность — 95–100% при отсутствии конденсации. Отметим также, что этот модуль производится и в варианте со встроенным МШУ, при этом толщина увеличивается на 8 мм.
Рис. 3. Фотография антенны Laipac GLP-P1P
Рис. 4. Внешний вид антенны Laipac GLP1-GC
Модель GLP1-GC (рис.
4) более интересна, поскольку представляет собой совмещённую антенну GPS/GSM и выпускается в двух реализациях: в виде накладной антенны с магнитным основанием (рис. 5) и в виде антенны для постоянного монтирования на место работы (рис. 6). Такая комбинированная антенна очень удобна и незаменима при использовании в системах телеметрии и удалённого контроля местоположения объектов, например, в системах слежения за транспортом и логистики. В последнее время интерес рынка к этой категории приложений существенно возрос, поэтому предлагаемая антенна будет интересна большинству системных интеграторов и производителей беспроводного оборудования для телеметрии. Эргономичный корпус, защищённый от внешних воздействий, удобен при использовании на внешних объектах. Антенна имеет большой коэффициент усиления в диапазоне GPS. Усиление в диапазоне GSM составляет -1 дБи. Активная часть антенны обеспечивает усиление до 27 дБ, при этом потребляемый ток не превышает 22 мА. Антенна комплектуется кабелем длиной 5 м с разъёмом типа SMA.
При этом допустимый диапазон питания антенны составляет 3,0–5,0 В. Для приложений GPS антенна имеет полосу пропускания 10 МГц при импедансе 50 Ом и КСВН не более 2,0. Встроенный МШУ обеспечивает усиление 27 дБ (без учёта потерь в кабеле) и коэффициент шума не более 1,5 дБ. Для приложений GSM антенна имеет рабочий диапазон частот 880–960 МГц и импеданс 50 Ом, диаграмма направленности – круговая. Диаметр антенны 100 мм при высоте 39 мм, при этом вес её составляет 320 г. Антенна комплектуется кабелями (RG-174 для GPS и RG-58 для GSM) с разъёмами типа SMA и TNC на конце.
Рис. 5. Габаритные и присоединительные размеры антенны GLP1-GC в исполнении с магнитным основанием
Рис. 6. Габаритные и присоединительные размеры антенны GLP1-GC в исполнении для монтажа в отверстие
Еще одной комбинированной антенной, предлагаемой компанией Laipac, является модель GLP1-CA (рис. 7). Технические характеристики аналогичны антенне GLP1-GC. Напряжение питания может находиться в диапазоне от 3,0 до 5,0 В, при этом максимальный потребляемый ток равен 22 мА.
Антенна имеет круговую диаграмму направленности и габариты 86×60×25 мм в варианте реализации без дипольной антенны, либо 86×60×80 мм. Варианты разъёмов для GPS могут быть BNC, SMA, SMB и SMC, а для GSM – BNC, SMA и TNC.
Рис. 7. Фотография антенны Laipac GLP1-CA
Компания Wi-Sys Communications производит очень широкую номенклатуру антенн для GPS. Среди них как встраиваемые антенны, так и корпусированные и антенны специального назначения. При этом хочется отметить, что в каждой категории компания предлагает целый ряд оптимизированных по разным критериям решений. В качестве таких решений выступают высокий коэффициент усиления, малое энергопотребление, низкая цена, малые габариты и т. д. Объем статьи не позволяет рассмотреть их все, поэтому приведем лишь наиболее яркие из них. Все модели будут присутствовать в сводной таблице технических характеристик, которая будет дана в заключительной части этой статьи. Сначала рассмотрим встраиваемые антенны этого производителя, затем корпусированные и, наконец, кратко коснёмся антенн для устройств специального назначения.
Антенны с высоким коэффициентом усиления требуются для успешной работы систем позиционирования в сложных условиях, где уровень сигнала крайне мал и усиления обычных антенн недостаточно для надёжной работы устройства. К этому классу относятся антенны серии WS3950/60 (рис. 8). Цепи малошумящего усилителя в этих антеннах разработаны на самой современной элементной базе и имеют встроенный ПАВ-фильтр, что позволяет получать надёжный и чистый сигнал даже в крайне сложных условиях. Антенна обладает круговой правой поляризацией, а встроенный малошумящий усилитель обеспечивает коэффициент усиления 28 дБ при напряжении питания 3,0 В и 28,5 дБ при питании напряжением 5,0 В, при этом коэффициент шума не превышает 0,8 дБ. Диапазон рабочих напряжений составляет 2,7-5,0 В, а потребляемый активной частью антенны ток в рабочем режиме составляет 7,5 мА (типовое значение) при напряжении питания 3,3 В. Антенна имеет габариты 28×28×9 мм. Антенна комплектуется кабелем длиной 15 см с разъёмом MMCX.
Серия антенн WS3954/WS3964 внешне ничем не отличается от WS3950/60, однако их параметры оптимизированы по критерию энергопотребления. Отличие состоит в потребляемом токе – всего 2 мА при напряжении питания 2,7 В (при этом МШУ обеспечивает коэффициент усиления 18 дБ). Допустимое напряжение питания для этой серии антенн находится в диапазоне от 2,5 до 3,3 В. Серии антенн WS3957/WS3967, напротив, оптимизированы по стоимости. В них использован двухкаскадный малошумящий усилитель со встроенными фильтрами на ПАВ, в результате при напряжении питания 2,8 В достигается усиление 28 дБ (при этом потребляется ток 9 мА), а при напряжении 5,0 В – 30 дБ, при этом потребляемый ток увеличивается до 15 мА. Допустимый диапазон напряжения питания составляет от 2,7 до 5,0 В. Коэффициент шума сигнала не превышает 1,5 дБ, он немного хуже, чем в серии WS3950/60, но эти антенны дешевле. Имеется также герметизированный вариант WS3967-P, по электрическим характеристикам аналогичный антеннам серий WS3957/WS3967.
Рис. 8. Фотография антенны Wi-Sys WS3950/60
Другим довольно интересным и необычным решением компании Wi-Sys являются антенны серии WS4051/WS4061 со встроенным разъёмом MCX (рис. 9). Производитель позиционирует их как решения для встраиваемых систем. Антенны имеют коэффициент шума сигнала 0,8 дБ и могут функционировать при напряжении питания от 2,7 до 5,0 В. Коэффициент усиления МШУ составляет не менее 28 дБ при напряжении 3,3 В (при этом потребляемый ток составляет 7,5 мА) и 28,5 дБ при питании 5,0 В. В этом семействе антенн также имеются серии, оптимизированные для приложений с минимальным энергопотреблением – это серии WS4055/WS4065. Их конструктивное исполнение аналогично антеннам WS4051/WS4061, отличия же заключаются только в электрических параметрах: их напряжение питания составляет 2,5-3,3 В, при этом потребляемый ток при питании 2,7 В составляет всего 2,0 мА. При напряжении питания 3,3 В обеспечивается коэффициент усиления МШУ не менее 18 дБ, коэффициент шума при этом не превышает 1 дБ.
Рис. 9. Внешний вид антенн Wi-Sys WS4051/WS4061
Для портативных приложений компания Wi-Sys разработала специальные сверхкомпактные антенны с продольными размерами всего 13 и 18 мм. К первым относится серия антенн WS1357 (рис. 10), которые предназначены для встраиваемых приложений и имеют хорошую защиту от электростатических разрядов. Диапазон допустимого напряжения питания составляет 2,7-5,0 В, коэффициент шума МШУ не превышает 1,5 дБ. При этом МШУ обеспечивает усиление 28 дБ при напряжении питания 3,3 В (при этом ток потребления составляет 9 мА) и 28,5 дБ при напряжении 5,0 В (при этом потребляется ток 15 мА). Антенна WS1857 имеет продольные размеры 18×18 мм, коэффициент усиления встроенного в них усилителя при напряжении питания 5,0 В достигает 30 дБ.
Рис. 10. Внешний вид антенны Wi-Sys WS1357
Как и многие производители GPS-антенн, компания Wi-Sys следует требованиям рынка и предлагает своим потребителям комбинированные антенны.
Представитель этой категории – антенна WS3940-ULD (рис. 11). Она имеет ультратонкий профиль, что позволяет с успехом её использовать в миниатюрных и портативных устройствах. Диапазон напряжения питания этой антенны составляет 2,7-5,5 В, при этом типовое значение потребляемого тока — около 8 мА. Типовой коэффициент усиления малошумящего усилителя подсистемы GPS этой антенны равен 25 дБ, при этом коэффициент шума не превышает 1,6 дБ. Антенна работает в следующих диапазонах: 824–894 МГц (сотовая телефония), 890–960 МГц (GSM), 1710–1880 МГц (Европа) и 1850–1990 МГц (Северная Америка).
Рис. 11. Внешний вид антенны Wi-Sys WS3940-ULD
Предназначены для внешнего использования или замены/монтажа в уже готовые устройства GPS. Компания Wi-Sys производит ряд антенн этой категории: с магнитным основанием для простого монтажа на металлические поверхности; радиального типа для монтажа на штырь (на самом деле это полая трубка с внешней резьбой, внутри которой проходит коаксиальный кабель) и накладные антенны для монтажа на поверхности.
В первой категории предлагается три серии антенн, оптимизированных с точки зрения минимума шумов, малого энергопотребления и небольшой цены. Антенны отличаются только ценой и техническими характеристиками, внешний же вид этих трёх серий одинаков. Серия антенн WS3910 (рис. 12) представляет специально разработанные антенны на базе керамических элементов, что позволило добиться снижения эффекта расстройки, который вызывается окружающими антенну предметами.
Рис. 12. Внешний вид антенны Wi-Sys WS3910
Антенна обладает отличными параметрами и очень удобна при монтаже: она не только имеет магнитное основание, существенно упрощающее монтаж на место эксплуатации, но и расположенные в нижней части отверстия, которые дают возможность также выполнять крепление винтами. При этом вес антенны — 120 г, а габаритные размеры — всего 45×51×12 мм. Рабочий диапазон температур довольно широк и охватывает допустимые значения в диапазоне от –40 до +80 С. Антенна относится к классу малошумящих, поэтому суммарный коэффициент шума получаемого от антенны сигнала для этой модели не превышает 0,8 дБ.
При этом малошумящим усилителем обеспечивается отличное усиление: 28 дБ при напряжении 3,3 В (при этом потребляемый ток не превышает 7,5 мА) и 28,5 дБ при напряжении питания 5,0 В (потребляемый ток 11,5 мА). Как и все рассмотренные ранее антенны, эта модель имеет импеданс 50 Ом. Производитель рекомендует заказывать антенну, укомплектованную коаксиальным кабелем с разъёмом типа SMA, однако по запросу возможна поставка с разъёмами SMB, SMC, MCX, BNC и TNC. Серия WS3914 (внешний вид показан на рис. 11) оптимизирована для использования в малопотребляющей технике: ток потребления при напряжении питания 2,7 В не превышает 2 мА. При этом достигаются хорошие электрические параметры, определяемые используемым МШУ: он обеспечивает коэффициент усиления 18 дБ и шум не более 1 дБ (при напряжении 3,3 В). Допустимый диапазон питающего напряжения составляет от 2,5 до 3,3 В. Антенна поставляется с теми же типами разъёмов, что и WS3910. Еще один представитель категории антенн с магнитным основанием — модель WS3917, критерий оптимизации которой — цена.
Она обладает хорошими электрическими параметрами при небольшой стоимости: напряжение питания 2,7–5,0 В, при этом МШУ обеспечивает усиление 28 дБ и коэффициент шума не более 1,5 дБ. Потребляемый активной частью антенны ток значительно выше, чем у модели WS3914, но за снижение цены приходится платить большим энергопотреблением: при напряжении питания 3,3 В усилитель антенны потребляет ток 9,0 мА, а при напряжении 5,0 В — 15,0 мА, а диапазон допустимого напряжения питания значительно шире: 2,7–5,0 В. Типы разъемов аналогичны модели WS3914, антенна поставляется с коаксиальным кабелем длиной 3 м, потери в котором составляют 1,3 дБ/м, то есть полное затухание в кабеле достигает 3,9 дБ, однако большой коэффициент усиления МШУ нейтрализует эту проблему.
Рис. 13. Внешний вид антенны Wi-Sys WS3977
Категория антенн для монтажа в отверстие компании Wi-Sys представлена серией WS3977 (рис. 13). Эти антенны отличаются крайне высоким подавлением внеполосных частотных компонент сигнала.
В активной части используется современная элементная база с применением фильтров на ПАВ, что обеспечивает ей хорошие электрические параметры. Для удобства монтажа производитель также предлагает специальный кронштейн для крепления на горизонтальные поверхности. Габаритные и присоединительные размеры антенны WS3977 показаны на рис. 14. Антенна помещена в пыле-влагозащищённый корпус диаметром 66 мм и высотой 44,4 мм, при этом полный вес антенны равен 50 г. Диапазон допустимых напряжений питания расширенный — от 2,7 В до 5,0 В. Коэффициент шума не более 1,5 дБ при усилении 28 дБ (напряжение питания 3,3 В) и 30 дБ (питание 5,0 В). Антенна поставляется с единственным типом разъёма — TNC.
Рис. 14. Габаритные и присоединительные размеры антенны WS3977
Антенны для монтажа на поверхность производства компании Wi-Sys представлены семейством WS3977 (рис. 15). Антенны очень компактны (44,28×13,42 мм) и незаметна при использовании, при этом сохранены отличные технические характеристики, сохраняющиеся при работе от источника питания с выходным напряжением 2,7–5,0 В.
Рис. 15. Внешний вид антенны Wi-Sys WS3977
Способ крепления этой антенны (четырьмя винтами М4×40) легко понять из рис. 16, на котором приведены габаритные и присоединительные размеры, необходимые для её монтажа на место эксплуатации. Энергопотребление антенны относится к среднему классу и составляет 9 мА при нижнем предельном напряжении питания и 15 мА при верхнем, при этом коэффициент усиления для первого режима составляет 28 дБ, а для второго превышает 30 дБ. В отличие от предыдущих моделей, антенна WS3977 не снабжена кабелем, а имеет встроенный разъём типа MCX, что в большинстве случаев является не проблемой, а преимуществом, поскольку этим обеспечивается бульшая гибкость и удобство, чем при использовании антенн со встроенным кабелем.
Рис. 16. Габаритные и присоединительные размеры антенны WS3977
Расширенный диапазон температур (–40… +85 ºС) и герметичная конструкция позволяют без проблем использовать антенну в сложных условиях эксплуатации.
Кроме того, на заказ антенна может поставляться в корпусах различного цвета.
Категория специализированных антенн компании Wi-Sys представлена несколькими интересными моделями. Одной из них является WS3940 — комбинированная активная антенна, к которой можно подключить GPS-приёмник и сотовый модем или телефон. Яркой отличительной особенностью этой модели является то, что она специально предназначена для монтажа на стеклянные поверхности (рис. 17).
Рис. 17. Внешний вид антенны Wi-Sys WS3940
Эта модель очень удобна для применения в телематических приложениях и позволяет достичь отличной точности данных позиционирования, а также чистой надёжной связи центра с мобильным объектом. Антенна универсальна и помимо GPS способна работать в следующих частотных диапазонах: 824–894 МГц (сотовая телефония), 890–960 МГц (GSM), 1710–1880 МГц (европейский) и 1850–1990 МГц (Северная Америка). Диапазон рабочих напряжений питания — 2,7–5,0 В, при этом типовой потребляемый активной частью антенны ток составляет 8 мА.
Рис. 18. Габаритные и присоединительные размеры антенны WS3940
Другой специализированной антенной является WS3942 (рис. 19). Как и предыдущая, эта модель предназначена для использования в телематических приложениях, поскольку обеспечивает работу как в диапазоне GPS, так и в диапазонах сотовой телефонии. Антенна состоит из двух объединённых блоков и активной части — малошумящего усилителя. Первый блок представляет собой накладную GPS-антенну, а второй — штыревую сотовую антенну. При этом в нижней части антенны имеется магнитное основание, что облегчает ее установку.
Рис. 19. Внешний вид антенны Wi-Sys WS3942
Она выпускается в двух модификациях — для Северной Америки и Европы, различия которых заключаются в поддерживаемых диапазонах частот (сотовая часть): для первого региона поддерживаются диапазоны сотовой телефонии 824–894 МГц и 1850–1990 МГц, а для второго — 890–960 МГц и 1710–1880 МГц.
Рис. 20. Габаритные и присоединительные размеры антенны WS3942
Антенна WS3947 (рис. 21) является также комбинированной и помимо работы с GPS обеспечивает возможность работы в диапазонах сотовой телефонии 3G, и, кроме того, одновременно позволяет работать в ISM-диапазоне 2,4 ГГц, что дает возможность использовать её в качестве и антенны для Wi-Fi. Необходимо отметить, что количество аналогов на рынке невелико. Антенна обеспечивает возможность применения в различных географических регионах, поэтому поддерживаются следующие диапазоны частот: 824–894 МГц (сотовая телефония), 890–960 МГц (сотовая телефония GSM), 1710–1880 МГц (Европа), 1850–1990 МГц (Северная Америка), 1885–2200 МГц (Европа и США, диапазон для систем мобильной телефонии 3G), 2400–2500 МГц (ISM-диапазон).
Рис. 21. Внешний вид антенны Wi-Sys WS3947
Характеристики активной части антенны следующие: диапазон напряжений питания 3,0–5,0 В, коэффициент усиления 28 дБ при коэффициенте шума 1,5 дБ; ток потребления при напряжении питания 3,5 В равен 9 мА. При таком сочетании возможностей антенна не только невелика по размерам, но и очень тонка — ее толщина 8,5 мм, а габариты 132,1×58,9 мм (рис. 22).
Рис. 22. Габаритные и присоединительные размеры антенны WS3947
И, наконец, в заключение краткого обзора антенн компании Wi-Sys рассмотрим комбинированную GPS/Wi-Fi активную антенну WS3948. Внешне она очень напоминает антенну WS3942 и имеет такую же конструкцию: накладную основную часть с магнитным основанием, содержащую антенну GPS и объединённую с ней штыревую антенну для приложений Wi-Fi. В нижней части магнитного основания также имеются резьбовые отверстия для обеспечения более надёжного крепления винтами. Диапазон питания активной части антенны здесь немного больше: допустимым является напряжение в диапазоне 2,7–5,5 В.
При напряжении 3,3 В МШУ антенны потребляет ток 9 мА и обеспечивает усиление 28 дБ.
Под лобовым стеклом, в центре?
Между передними сидениями?
Или подвесить как-нибудь сбоку?
В первой части мы рассмотрели одну часть вопроса о размещении антенны внутри салона автомобиля, связанную уменьшением количества видимых спутников. Теперь переходим ко второй части:
Выше уже было сказано, что принцип измерения дальности до спутника основан на измерении
времени задержки принятого от него сигнала. Вообще, навигационные спутники транслируют
сигналы не нескольких частотах, но мы имеем дело с простым GPS приемником, который принимает
сигналы только одного частотного диапазона L1, представляющего собой гармоническую
несущую частоты 1575.
4 МГц, последовательно промодулированную двумя псевдошумовыми
последовательностями (P (precision) и C/A (coarse acqusition) кодами) и информационным
сообщением. В GPS разные спутники ипользуют разные псвевдошумовые последовательности,
что соответствует кодовому разделению сигналов, в ГЛОНАСС сигналы разных спутников
различаются частотами несущих колебаний.
В нашем случае простого навигационного приемника под измерением задержки сигнала
подразумевается измерение задержки C/A кода. GPS приемник генерирует реплику кода
и, меняя ее начальную фазу, вычисляет значение свертки: перемножает оцифрованные
отсчеты принятого сигнала с отсчетами реплики и суммирует результаты перемножений
остчетов. В случае правильно подобранной начальной фазы реплики C/A кода наблюдается
«всплеск» свертки (что вызвано особыми свойствами псевдошумовой последовательности),
при его обнаружении принимается решение об обнаружении спутника, а подобранная начальная
фаза реплики принимается равной времени задержки сигнала.
Измеренное время задержки, умноженное на скорость света принято называть псевдодальностью.
Приставка «псевдо» призвана подчеркнуть факт существенного отличия измеренной дальности
от реальной. Дело в том, что при ее измерении используется разность не между отсчетами
одних и тех же часов, а между отсчетами часов спутника в момент передачи и GPS приемника
в момент приема. Если часы всех спутников в значительной мере синхронизированы друг
относительно друга, и, кроме того, информация об уходе их часов содержится в информационном
сообщении, то часы применика могут идти совершенно иначе — заметно отставать или
спешить. В то же время ошибка измерения задержки величиной в 1 секунду приведет
к погрешности измерения дальности в 300 000 км, то есть будет значительно превосходить
саму измеряемую величину. В общем, скорее «псевдо», чем дальность. К счастью, в
уравнениях для всех спутников ошибка часов GPS приемника одна и та же, что позволяет
вычислить ее в процессе решения навигационной задачи.
Какие есть еще источники ошибок измерения дальности? Их несколько: ошибка часов спутника, ошибка, связанная с неточностью знания его орбиты, ошибка, связанная с дополнительной задержкой сигнала в ионосфере и в тропосфере земли, ряд ошибок, связанных с релятивистскими эффектами, ошибка «многолучевости», ошибка, связанная с тепловым шумом. Из всех перечисленных только две последние связаны с качеством приема. Рассмотрим их.
Величина ошибки, связанной с тепловым шумом, определяется отношением мощности сигнала
к мощности шума. Алгоритм навигационного приемника, оценивая качество принимаего
сигнала, может вычислить это отношение. Однако, целесообразно рассматривать шумовую
ошибку совместно с ошибкой многолучевости, поскольку последняя также влияет на мощность
принимаего сигнала, то-есть на отношение сигнал/шум. Ошибка многолучевости связана
с тем, что вместо одного сигнала, распространяющегося по прямой линии от спутника
к GPS приемнику, приемник анализирует смесь различных переотражений сигнала от окружающих
антенну объектов: поверхности земли, соседних домов, деревьев, а в нашем случае
еще и элементов конструкции автомобиля.
Как уже было сказано ранее, автомобиль в течение эксперимента остается неподвижным.
Для каждого из трех сеансов навигационный применик определял положение многократно,
один раз в секунду. Примем средние за сеанс координаты за истинное местоположение
антенны
. Тогда для каждого отдельного измерения
дальности до спутника можно записать:| (11) |
| где — сумма ошибок измерения дальности, связанных с уходом часов спутника, задржкой сигнала в ионосфере и тропосфере земли, и с поворотом земли за время распространения сигнала, | |
| — ошибка часов GPS приемника, вычисленная в процессе решения навигационной задачи, | |
| — сумма ошибок многолучевости и шума, | |
| — координаты спутника. |
Ошибки
не зависят от способа расположения антенны. Поэтому, сравнивая величины (12) для
антенны на крыше автомобиля и внутри салона мы увидим, как изменится сумма ошибок
многолучевости и шума.
| (12) |
На следующих графиках представлены результаты сравнения ошибок псевдодальностей, а также отношения сигнал/шум для трех спутников и трех вариантов расположения антенн. На всех рисунках красным цветом обозначены результаты для антенны на крыше, а синим — результаты для антенны внутри салона.
Представленные графики наглядно иллюстрируют, как именно проявляется влияние корпуса автомобиля. Видно, что хотя количество видимых спутников при размещении антенны внутри салона меняется не сильно, качество принимаемого сигнала заметно ухудшается, что приводит к увеличению ошибки измерения дальности до спутников. Как отмеченное ухудшение качества приема влияет на определение координат? Ответ на этот вопрос иллюстрируется следующими графиками, на которых показана вычесленная позиция в плане для антенны на крыше (красные точки на графиках слева) и позиция в плане для антенн внутри салона (синие точки на графиках справа):
| Антенна на крыше | Антенна между сидениями |
| Антенна на крыше | Развернутая на 90 градусов антенна |
Таким образом, в процессе ответа на вторую часть вопроса о размещении антенны внутри
автомобиля, было отмечено серьезное ухудшение качества приема и заметное снижение
точности определения координат.
Однако, выявленное ухудшение оказалось не столь
значительным, чтобы сделать невозможным решение задач мониторинга транспорта. Поэтому,
мы решили провести еще один экспепримент более общего характера.
С помощью системы «Навигатор+» мы осуществляли мониторинг автомобиля с тремя установленными GPSтрекерами, работающими одновременно. В результате можно было наблюдать три траектории его перемещений и выявить отличия в них.
В процессе анализа полученных траекторий движения выяснилось, что все три исследованных способа расположения антенны дают приемлемые результаты с точки зрения работы в установившемся режиме. Вот фрагмент карты, с показанными на нем тремя траекториями, которые, совпадают с графической точностью
Однако, несмотря на то, что в установившемся режиме все три модуля показывали одинаковые
результаты, был отмечен факт более медленного холодного старта для варианта расположения
антенны между передними сидениями.
Причина этого понятна — в момент холодного старта
в GPS приемнике работает алгоритм первоначального поиска спутников. Для этого момента
характерно отсутствие априорной информации о приблизительном расположении приемника
и спутников, поэтому в процесе поиска GPS приемнику приходится перебирать множество
возможных значений доплеровских сдвигов частот и началных фаз кодовых последовательностей.
Для ускорения поиска в этом режиме к качеству сигналов предъявляются более жесткие
требования. Видимо, для варианта расположения антенны между сидениями эти требования
не очень удовлетворяются. Поэтому, если вы пользуетесь вариантом GPS трекера
системы «Навигатор плюс» без провода резервного питания, и малое время включения модуля
для вас важно, старайтесь не устанавливать антенну слишком глубоко в салоне.
GPS-антенна — это радиочастотная антенна, обеспечивающая
возможность подключения к Глобальной системе позиционирования , запатентованной спутниковой радионавигационной системе, разработанной, созданной и принадлежащей правительству США.
При правильном подключении к приемопередатчику GPS антенна GPS способна передавать и принимать определенные радиочастотные сигналы, необходимые устройству GPS для выполнения своих функций определения времени, местоположения и навигации. При выполнении этой функции антенны GPS становятся ключевой точкой взаимодействия между спутниками, образующими Космический сегмент GPS и Пользовательский сегмент GPS (приемники).
Антенна должна быть достаточно чувствительной и обладать резонансом, необходимым для обнаружения сигнала GPS, транслируемого спутниковой группировкой, и часто может нуждаться в малошумящем усилителе (МШУ) для усиления сигнала.
GPS-антенны подключены к GPS-приемнику, спутниковому навигационному устройству, имеющему
Внешний интерфейс Интерфейс и программное обеспечение для извлечения соответствующей информации из полученного сигнала GPS и отображения ее в удобном для пользователя формате. Используемое программное обеспечение и драйверы должны быть способны извлекать информацию из сигнала GPS, несмотря на его относительно низкий уровень, и обычно включают дальнейшее усиление сигнала и использование ряда корреляционных вычислений и методов.
Данные о местоположении, направления маршрута и другая навигация могут отображаться с использованием карт или других запатентованных методов. Типы приемников GPS варьируются от профессиональных геодезических и точных приемников до общедоступных портативных навигационных устройств (PND), используемых внутри транспортных средств или встроенных в смартфоны или носимые устройства.
Надежная конструкция GPS-антенны имеет жизненно важное значение, поскольку Сигнал GPS от небесного созвездия спутников не особо сильный. Таким образом, антенна играет уникальную роль в окончательном исполнении устройство с поддержкой GPS.
● Излучающий элемент антенны будет определять полосу пропускания антенны и другие аспекты того, как он излучает электромагнитную энергию.
● Плоскость заземления антенны влияет на диаграмму направленности антенны.
● Какой-то усилитель
● Обтекатель антенны , который закрывает антенны и может влиять на ее фазовый центр. Фазовый центр важен для определения местоположения GPS, поскольку положение, сообщаемое приемником, обычно относится к тому месту, где антенна улавливает сигнал, известному как электрический фазовый центр.
Антенны GPS обычно представляют собой высокоэффективные антенны с импедансом 50 Ом, что делает их совместимыми и хорошо согласованными с общедоступными линиями передачи по коаксиальному кабелю.
Сигнал GPS передается с правосторонней круговой поляризацией (RHCP), что означает, что антенны GPS обычно являются RHCP и всенаправленными. Близкая к полусфере диаграмма направленности этих антенн означает, что спутниковый сигнал может быть принят в любом направлении по дуге неба, от зенита до горизонта.
В США Федеральная комиссия по связи (FCC) устанавливает ограничения на мощность, которая может подаваться на антенну GPS, но в установленных законом пределах эти антенны имеют высокий коэффициент усиления, низкую направленность и потери сигнала, сведенные к абсолютному минимуму.
Они также эффективно используют получаемую ими радиочастотную энергию, преобразуя как минимум 50% энергии в излучаемую мощность.
Коэффициент стоячей волны по напряжению (КСВН) , мера эффективности передачи электромагнитной энергии от источника к антенне должна быть как можно ниже, но приемлемо при соотношении 2:1 или меньше.
Расположение и ориентация антенны должны быть оптимизированы для обеспечения хорошей видимости неба в любое время. Для достижения самого быстрого времени до первого исправления (TTFX) антенна должна иметь возможность принимать сигналы от как можно большего количества антенн. Плохая видимость приводит к позиционному дрейфу и ухудшению неточности навигационное устройство. Поэтому монтаж этих антенн имеет особое значение.
Вот краткое описание основных типов антенн GNSS .
[A] Внутренние или встроенные антенны GPS встроены в
устройство GPS-приемника.
Чаще всего это патч-антенны или четырехзаходные антенны (подробнее об этом далее). К этим небольшим антеннам нельзя получить прямой доступ, они часто устанавливаются на печатной плате (PCB). Оптимальный сигнал достигается за счет размещения всего устройства, а не одной антенны.
[B] Внешние антенны GPS — это отдельные антенны, которые подключаются к приемнику GPS с помощью коаксиального кабеля GPS или подходящего адаптера. Они крупнее, имеют более высокий коэффициент усиления и чаще всего используются в ситуациях, когда приемник с внутренней антенной не может принять сигнал, поскольку их можно легко установить.
[C] Спиральные антенны состоят из провода, свернутого в спираль, чтобы уменьшить пространство, которое будет занимать эта внутренняя антенна. Умножение количества спиралей, как в четырехспиральной антенне, где используются четыре спирали, может увеличить коэффициент усиления конечного антенного блока.
[D] Патч-антенны представляют собой антенны на печатной плате, состоящие из двумерной геометрической конструкции из фольги, называемой фракталом, которая соединена с линиями передачи из фольги и плоскостью заземления.
Эти низкопрофильные антенны могут быть встроены в такие материалы, как пластик и керамика, как часть внешней антенны или внутри устройства GPS.
[E] Активные антенны — это GPS-антенны, в которые включен малошумящий усилитель для преодоления потерь в фидерной линии, связанных с очень слабым сигналом. Это улучшает чувствительность антенны. МШУ должен быть расположен близко к антенне с как можно меньшим соединительным фидером, чтобы ограничить потери сигнала. МШУ усиливают радионавигационный сигнал, не изменяя и не ухудшая его за счет усиления любого присутствующего шума. Для оптимальной работы усиление МШУ обычно составляет не менее 15 децибел, а коэффициент шума усилителя этого типа строго ограничен менее чем 1 децибел. В отличие от обычного усилителя, МШУ не должен ухудшать отношение сигнал/шум. Активные антенны GPS имеют дополнительные требования к питанию, которые будут получены из
батареи приемного устройства. Для экономии энергии МШУ должен быть активен только тогда, когда антенна используется.
[F] Пассивные антенны: Эти простые антенны не имеют МШУ или альтернативных средств усиления сигнала и поэтому не требуют дополнительного питания. Длина кабеля должна быть короткой, менее 1 метра (3,3 фута), с пассивными GPS-антеннами, поскольку для их оптимальной работы требуется близость к приемнику и минимальные потери в соединительной линии.
[G] Переизлучающие антенны: Парные антенные системы известны как переизлучающие антенны. Одна антенна устанавливается в непосредственной близости от приемника GPS, а другая, антенна-донор, на расстоянии, где, возможно, сигнал лучше. Две антенны соединены длинным антенным удлинителем и адаптерами GPS-антенны. Одно из наиболее распространенных применений — в транспортных средствах, где переизлучающая антенна установлена снаружи транспортного средства и подключена к приемнику внутри. Это антенны с питанием, поэтому для них потребуется питание либо от приемника, либо от вспомогательного источника.
Использование ретрансляторов GNSS является незаконным в Великобритании за исключением определенных лицензированных обстоятельств.
[H] GPS-антенны могут быть соединены с LTE-антеннами для создания выгодной антенной системы, как мы обсудим ниже. Антенна 4G может быть настроена для покрытия сигнала GPS, а вход GPS должен быть изолирован от антенны LTE/4G. Антенны подключаются через разъем SMA для вспомогательной GPS-антенны, к которому можно подключить подходящий антенный кабель сопротивлением 50 Ом. Это позволяет сигнал будет закольцован между двумя антеннами. Основная антенна может передавать и принимать, а вспомогательная антенна только принимает. Комбинированные антенны также могут выполнять эту функцию.
[I] Параболические антенны: Эти направленные GPS-антенны оснащены параболической тарелкой или рефлектором точно изогнутой формы,
направляет радиоволны. Они работают только в одном направлении, имеют высокий коэффициент усиления и удобны для целей мониторинга или восходящей линии связи.
[J] Радужные антенны: Эти GPS-антенны имеют полусферическую форму, которая защищает излучающий элемент антенны и другие ключевые компоненты от неблагоприятных условий окружающей среды. В Радом можно проникнуть радиосигналом GPS и не влияет на центральную фазу антенны.
[K] Турникетные антенны: Эта конструкция GPS-антенны состоит из пар диполей, установленных перпендикулярно друг другу с высоким коэффициентом усиления. В зависимости от ориентации антенны она может быть горизонтальной или круговой поляризации.
Использование технологии GPS охватывает множество отрасли, в том числе:
Большинство этих антенн узкополосные, работающие на одной частоте. Они распространены и обычно дешевле, легче и потребляют меньше энергии, чем GPS-антенны, используемые в профессиональных или промышленных целях. Однако это также означает, что они малочувствительны и подвержены помехам.Антенны GPS являются неотъемлемой частью Глобальной системы позиционирования и позволяют пользователям по всему миру использовать эту технологию, разработанную в США, для:
GPS, первоначально называвшаяся NAVSTAR GPS была первой системой такого рода в мире и имела широкий спектр применений от ограниченной военной деятельности до почти необходимого гражданского и потребительского назначения.
GPS был впервые реализован в 19 в.70-х годов и в настоящее время включает в себя созвездие из 31 спутника, которые вращаются на высоте более 21 000 км над землей. Радиочастотные сигналы, передаваемые на
интервалы от этих спутников могут быть получены и использованы приемниками GPS для определения времени, местоположения и навигационных целей с беспрепятственной видимостью по крайней мере от 4 спутников на орбите для данных позиционирования с точностью до 30 см (11,8 дюймов) в зависимости от используемого диапазона частот. Так как эта система управляема и
контролируется военными США, и его производительность может быть снижена или доступ может быть ограничен исполнительным указом. Программа Selective Availability, реализованная в 1990-е годы преднамеренно ухудшили сигнал GPS для стратегических военных целей, но это было прекращено в 2000 году. В ВВС США есть сегмент оперативного управления, который наблюдает за развертыванием GPS с 11 антеннами управления и контроля и многочисленными точками мониторинга по всему миру.
Рабочая группировка из 24 спутников занимает среднюю околоземную орбиту и расположена так, что не менее 4 из этих спутников видны с любой точки Земли. В течение 24 часов каждый спутник дважды облетит Землю, двигаясь со скоростью более 8000 миль в час (12 875 километров в час).
Находясь на орбите, спутники постоянно излучают сигнал, улавливаемый антенной GPS приемника. Этот сигнал содержит данные о положении спутника и времени, измеряемом синхронизированными атомными часами, установленными на каждом спутнике.
Конкретные компоненты сигнала GPS:
Эти данные постоянно отслеживаются и при необходимости корректируются с земли ВВС США из различных центров управления и контроля.
Это время, за которое сигнал вещания проходит между спутником и приемником. Как скорость сигнала, положение вещательных спутников и время приема сигнала известны, GPS-приемник может использовать эти данные для расчета и построения графика своего местоположения, направления движения и скорости. В расчете производится компенсация задержки спутникового сигнала при прохождении через верхние слои атмосферы Земли.
Сигналы GPS транслируются с использованием L-диапазона радиочастотного спектра.
на частотах ниже 2 ГГц, которые могут преодолевать ионосферные задержки и не требуют для приема лучевой антенны. Это связано с тем, что на этих частотах радиоволны будут иметь хорошее проникновение через облака, различные погодные условия, такие как дождь или туман, и растительность.
Антенны GPS должны иметь возможность принимать спутниковые данные, передаваемые по крайней мере на одной из двух основных используемых несущих частот.
● L1 , работающий на частоте 1575,42 МГц с полосой пропускания 15,345 МГц, и
. ● L2 с частотой 1227,60 МГц и полосой пропускания 11 МГц.
Эти диапазоны обеспечивают гражданский доступ к GPS, а при использовании в сочетании с двухчастотными приемниками они обеспечивают быстрое обнаружение сигнала, быстрый TTFF, надежную работу и расширенный рабочий диапазон.
Третий диапазон частот, диапазон L5 , был введен для гражданского использования. Он имеет частоту 1176,45 МГц и полосу пропускания 12,5 МГц. Он был разработан, чтобы быть надежным и обеспечивать доступ для высокопроизводительных приложений, таких как авиация и для целей «безопасности жизни».
Эти частоты кратны базовой частоте L-диапазона (10,23 МГц) атомных часов на борту спутника.
Коды PRN, данные эфемерид и данные альманаха накладываются на L1 и L2 и их
пропускная способность должна учитывать это.
GPS, несомненно, оказала трансформационное влияние на навигацию, но в системе есть некоторые внутренние недостатки, которые ограничивают ее использование в определенных обстоятельствах. Плохой прием сигнала может быть в какой-то степени преодолевается разумным использованием внешней GPS-антенны, но проблемы, перечисленные ниже, обычно возникают независимо от используемой антенны или приемника.
Есть ли альтернативы GPS?
GPS является первой и самой важной из ряда радионавигационных систем, развернутых странами по всему миру. Это, безусловно, наиболее широко используемая система. Другие известные глобальные навигационные спутниковые системы включают:
Первоначально она предлагала
региональное покрытие, но планирует развернуть группировку из 30 спутников для
глобальное покрытие.Могу ли я использовать антенну GPS с альтернативной радионавигационной системой?
Частоты GPS и ГЛОНАСС близки друг к другу и, следовательно, вероятно, должным образом будут приняты антенной GPS. Однако данные ГЛОНАСС или альтернативных систем, скорее всего, будут упакованы иначе, чем GPS, который повлияет на работу приемника и МШУ в особый. Единственный способ убедиться, что вы можете добиться совместимости между все глобальные спутниковые навигационные системы должны использовать Приемник и антенна глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС) с функцией многосозвездия
Что такое вспомогательный GPS?
A-GPS был разработан, чтобы сократить время до
первое исправление, с которым можно столкнуться в застроенных средах.
Это особенно
используется с сотовыми телефонами и помогает диспетчерам экстренных вызовов определить местонахождение вызывающего абонента.
A-GPS обеспечивает быстрое время запуска за счет использования внешних источников данных, таких как
Интернет-провайдеру телефона или ближайшей базовой станции сотовой связи, чтобы помочь найти телефон.
Как установить антенну GPS на транспортное средство?
При установке антенны GPS на автомобиль или другое транспортное средство необходимо учитывать металлическую крышу транспортного средства, а также любые искривления или металлические конструкции, которые могут вызвать отражение сигнала. Антенна GPS должна располагаться в центре крыши как можно выше, вдали от металлических конструкций, таких как багажник на крыше. Магнитные крепления антенны на крыше могут использоваться для обеспечения регулируемого положения антенны на металлической крыше.
Антенны GPS являются ключом к успешному использованию
Глобальная система позиционирования, так как они настроены на прием и в большинстве случаев
усиливают относительно слабый сигнал от орбитальных спутников.
GPS-антенна
тип, дизайн и характеристики будут влиять не только на чувствительность к
сигнала, но также дизайн и полезность GPS-приемника, а также его энергопотребление.
требования в частности. Тщательный монтаж антенны с использованием
экспозиция неба и линии прямой видимости, где это возможно, позволит оптимально
производительность системы.
УЗНАТЬ БОЛЬШЕ:
● Приложения GPS и IoT (Интернет вещей)
Nick Hohman
Вы когда-нибудь задумывались, как работает ваша система GPS-навигации в автомобиле или на вашем телефоне?
GPS-антенны играют решающую роль в этом.
Эти антенны представляют собой устройства, которые принимают сигналы от спутников Глобальной системы позиционирования (GPS) и используют эту информацию для определения местоположения пользователя. Их история восходит к 1970-х годов, когда они были разработаны Министерством обороны США для использования в военных целях.
Однако с тех пор они стали широко использоваться в гражданских приложениях, таких как персональные навигационные устройства, транспорт, сельское хозяйство и геодезия.
В этом посте рассказывается все, что вам нужно знать об антенне GPS, различных моделях и их характеристиках. Он также включает сравнение этих функций, а также их цены.
Для начала, как они работают?
Эти антенны принимают сигналы, посылаемые спутниками GPS, вращающимися вокруг Земли. Эти сигналы несут важные данные о местоположении, времени и скорости спутника.
Затем антенна GPS использует эту информацию, чтобы выяснить, где находится пользователь на поверхности Земли. Точность GPS-антенны зависит от нескольких факторов, таких как количество спутников в поле зрения, сила сигнала и качество GPS-антенны.
Их можно использовать для различных целей, от персональных навигационных устройств до транспорта и съемки.
Например, транспортные компании используют антенны GPS для отслеживания местонахождения своих автомобилей, отслеживания поведения водителей и оптимизации маршрутов для повышения эффективности.
Фермеры используют GPS-антенны для картографирования своих полей, отслеживания роста урожая и оптимизации орошения и внесения удобрений.
Геодезисты также используют антенны GPS для определения точного местоположения границ, зданий и других сооружений. (Исследование использования технологии глобальной системы позиционирования (GPS) и ее дополнений в государственных и местных транспортных департаментах)
Антенны GPS имеют множество преимуществ. Вот некоторые основные преимущества, которые он предлагает пользователям:
Транспортные компании также могут оптимизировать свои маршруты, что приведет к снижению расхода топлива и сокращению сроков доставки.В целом, это полезные инструменты для всех, кому необходимо знать свое местоположение или отслеживать местонахождение активов.
GPS-антенны бывают различных типов и моделей, которые подходят для различных отраслей и областей применения. Вот некоторые популярные модели GPS-антенн:
Эти антенны предназначены для непосредственного монтажа на поверхностях, таких как крыши автомобилей или металлические пластины. Они идеально подходят для тех, кому нужна низкопрофильная антенна с минимальным сопротивлением ветру.
GPS-антенны прямого монтажа просты в установке, что делает их популярным выбором для многих людей. Одним из примеров GPS-антенны прямого монтажа является импульсная GPS-антенна GPSDMW700/5800SSS.
Прямая установка импульсной антенны GPS Источник: Element14
Антенны GPS с креплением NMO предназначены для использования с креплениями для антенн NMO, которые обычно устанавливаются в транспортных средствах. Они имеют гладкий дизайн и могут быть легко установлены или удалены.
Антенны GPS с креплением NMO обычно используются в транспортной отрасли. Одним из примеров GPS-антенны с креплением NMO является импульсная GPS-антенна GPSNMO01.
Крепление NMO Антенны GPS Источник: Tallley
Антенны GPS для монтажа на мачте предназначены для установки на мачте или мачте. Эти антенны идеально подходят для приложений, где антенна должна быть установлена высоко над землей для лучшего приема.
Антенны GPS для крепления на мачте обычно используются в сельском хозяйстве и в военных целях. Одним из примеров GPS-антенны, устанавливаемой на мачту, является импульсная GPS-антенна GPS0015.
GPS-антенны для монтажа на мачту Источник: Talley
GPS-антенны доступны в различных цветах и марках. Наиболее распространены черный и белый цвета, но есть и другие цвета. Некоторые популярные бренды GPS-антенн включают GPS-антенну Pulse, GPS-антенну Laird и GPS-антенну PCTEL.
При выборе антенны GPS важно учитывать ваши конкретные требования, такие как частотный диапазон, коэффициент усиления и поляризация. Также важно выбрать надежную марку и убедиться, что антенна совместима с используемым вами приемником.
Существует несколько антенн GPS с различными характеристиками, и в этом разделе мы рассмотрим некоторые ключевые различия между ними.
Антенны GPS работают в диапазоне частот 1575,42 МГц, который находится в диапазоне GPS L1.
Однако некоторые GPS-антенны могут также поддерживать другие диапазоны частот, например диапазоны L2 и L5.
Антенны GPS могут иметь круговую или линейную поляризацию. Круговая поляризация далее делится на правую круговую поляризацию (RHCP) и левую круговую поляризацию (LHCP). Выбор поляризации зависит от ориентации спутниковых сигналов GPS, и пользователи должны выбрать антенну, соответствующую поляризации сигнала.
Усиление — это мера усиления, обеспечиваемого антенной. Антенны GPS обычно имеют коэффициент усиления от 20 до 40 дБ. Антенна с более высоким коэффициентом усиления обеспечивает лучший прием сигнала в местах со слабым сигналом.
Ширина луча означает угол, под которым антенна может принимать сигналы. Более узкая ширина луча указывает на то, что антенна более направлена, а более широкая ширина луча указывает на то, что антенна может принимать сигналы под более широким углом.
Коэффициент шума — это мера шума, добавляемого к принимаемому сигналу антенной.
Более низкий коэффициент шума указывает на то, что антенна добавляет меньше шума к сигналу, что приводит к лучшему отношению сигнал/шум.
Полное сопротивление — это сопротивление антенны потоку электрического тока. Антенны GPS обычно имеют импеданс 50 Ом, что является стандартным импедансом, используемым в большинстве радиочастотных систем.
GPS-антенны можно монтировать различными способами, например, непосредственно на поверхность или с помощью магнитного или винтового крепления. Выбор способа монтажа зависит от предполагаемого использования антенны.
Характеристики | Антенна GPS 3–5 В | GNSS1-TMG-40N Глобальная GNSS | ГНССДМ700/5800ССС | КРЫША-ФТ-НИТИ |
Марка | GPS-антенна Laird | GPS-антенна PCTEL | Импульсная GPS-антенна
| GPS-антенна Stico |
Диапазон частот | 1575,42 МГц | 1554–1615 МГц | 698-5850 МГц | 136 МГц — 1 ГГц |
Поляризация | РХКП | РХКП | РХКП | РХКП |
Усиление | 27 дБ | 38 дБ | 30 дБ | Единство |
Коэффициент шума | 2 дБ | ≤ 2,5 дБ | <2,4 дБ | 3 дБ |
Импеданс | 50 Ом | 50 Ом | 50 Ом | 50 Ом |
Способ крепления | Крепление в стиле Motorola заказывайте отдельно | Не включает монтажное оборудование | Автомобильная установка | Крепление NMO на крыше |
Различные типы антенн GPS подходят для различных отраслей и областей применения.
Вот некоторые из рекомендуемых отраслей для каждого типа GPS-антенны:
Сельскохозяйственные приложения обычно требуют GPS-антенн, которые можно установить высоко над землей для лучшего приема. Для этой цели идеально подходят GPS-антенны, устанавливаемые на опоре. Они обеспечивают высокий коэффициент усиления и широкий охват, что очень важно для приложений точного земледелия, таких как мониторинг урожая и картирование.
На строительных площадках требуются прочные GPS-антенны, способные выдерживать суровые условия окружающей среды. GPS-антенны прямого монтажа — отличный выбор для строительных работ, поскольку они имеют низкий профиль и могут быть легко установлены на машины или транспортные средства. Они предоставляют точные данные о местоположении, что имеет решающее значение для таких задач, как съемка и планирование площадки.
Службам экстренной помощи, таким как полиция и пожарная служба, требуются GPS-антенны, которые могут предоставлять точные данные о местоположении в режиме реального времени.
Антенны GPS с креплением NMO обычно используются в автомобилях аварийно-спасательных служб. Они компактны и обеспечивают высокую точность, что необходимо для эффективного реагирования на чрезвычайные ситуации.
Транспортная отрасль в значительной степени зависит от технологии GPS для навигации и управления автопарком. Антенны GPS с креплением NMO обычно используются в транспортных средствах, поскольку они просты в установке и могут быть установлены на крыше транспортного средства. Они предоставляют точные данные о местоположении, что необходимо для эффективного планирования маршрута и отслеживания активов.
Для военного применения требуются прочные GPS-антенны, способные выдерживать суровые условия окружающей среды. Антенны GPS для крепления на мачте идеально подходят для военных приложений, поскольку они обеспечивают высокий коэффициент усиления и широкий охват, что необходимо для связи и наблюдения на поле боя.
Имейте в виду, что эти отраслевые рекомендации не являются абсолютными, и тип необходимой GPS-антенны может различаться в зависимости от конкретного применения.
Чтобы убедиться, что вы выбрали наиболее подходящую GPS-антенну для ваших нужд, всегда лучше обратиться за советом к профессионалу. Они помогут вам определить оптимальную GPS-антенну в соответствии с вашими требованиями и помогут избежать дорогостоящих ошибок.
Установка GPS-антенн может быть немного сложной, но при наличии соответствующего оборудования и опыта это определенно выполнимо. Вот некоторые вещи, которые следует учитывать при установке GPS-антенн:
Установка GPS-антенн может быть немного смешанной с точки зрения того, сколько времени это займет. Это действительно зависит от типа антенны и места, где вы ее устанавливаете. Например, если вы имеете дело с патч-антенной, установка может быть довольно быстрой и простой, занимая всего несколько минут. Но если вы имеете дело с антенной для крепления на мачте, вам может потребоваться немного больше времени и усилий. В целом, установка может занять от нескольких часов до целого дня, в зависимости от сложности.
Итак, если вы думаете об установке GPS-антенны, вам может быть интересно, сколько это будет стоить.
Когда дело доходит до стоимости, в игру может вступить множество факторов. Такие вещи, как тип антенны, место ее установки и сложность установки, могут повлиять на конечную стоимость.
Обычно за установку требуется от нескольких сотен до нескольких тысяч долларов. Это включает в себя все, от оборудования и рабочей силы до любых разрешений или проверок, необходимых для правильного выполнения работы.
Что ж, согласно отчету HomeAdvisor, средняя стоимость установки по стране составляет около 550 долларов, при этом типичный диапазон составляет от 300 до 900 долларов. Однако важно помнить, что это всего лишь общая оценка, а фактическая стоимость может зависеть от конкретных потребностей вашей установки.
В заключение отметим, что GPS-антенны являются ценным инструментом для получения точной информации о местоположении и позиционировании.
При выборе GPS-антенны важно учитывать конкретные потребности вашей отрасли и области применения, а также характеристики и возможности различных типов антенн.
Работая с опытным поставщиком антенн GPS, вы можете быть уверены, что у вас есть необходимое оборудование и опыт для успешной установки. Так что не медлите, начните изучать преимущества GPS-антенн для вашего бизнеса уже сегодня!
В то время как некоторые GPS-антенны относительно просты в установке, для других может потребоваться профессиональная установка, чтобы обеспечить правильное размещение и функциональность. Важно учитывать свой уровень знаний и опыта, прежде чем пытаться выполнить установку своими руками.
Да, GPS-антенны можно использовать как внутри, так и снаружи помещений, но конкретная антенна, которую вы выберете, может зависеть от вашего местоположения и требований приложения.
Некоторые антенны лучше подходят для использования внутри помещений, тогда как другие предназначены для использования вне помещений в суровых погодных условиях.
Важно следовать указаниям и рекомендациям производителя по установке и эксплуатации антенны GPS. Кроме того, работа с опытным поставщиком антенн GPS может гарантировать правильную установку антенны и оптимальную работу. Регулярное тестирование и техническое обслуживание также могут помочь обеспечить правильную работу GPS-антенны.
Антенны GPS обычно требуют минимального обслуживания. Однако рекомендуется периодически осматривать антенну и ее компоненты, чтобы убедиться, что они в хорошем состоянии и правильно функционируют.
Это включает проверку кабелей и разъемов на наличие признаков повреждения или износа, а также очистку антенны от грязи и мусора, которые могут повлиять на ее работу.
Каталожные номера:
«Laird Technologies — Микро GPS-антенна 3–5 В с установленным разъемом SMA — черный: Amazon.ca: Electronics». www.amazon.ca, www.amazon.ca/Laird-Technologies-Antenna-Connector-Installed/dp/B007950G5S. По состоянию на 11 марта 2023 г.
«О бобовых продуктах». Pulse Electronics, 2017 г., productfinder.pulseeng.com/productList/WIRELESS%20INFRASTRUCT/ANTENNAS-GPS. По состоянию на 11 марта 2023 г.
Исследование использования технологии глобальной системы позиционирования (GPS) и ее дополнений в государственных и местных транспортных департаментах. 2000.
«GPS.gov: часто задаваемые вопросы». www.gps.gov, www.gps.gov/support/faq/.
«Усовершенствования системы наземного транспорта и глобального позиционирования: L5 и DGPS | ФХВА». Highways.dot.gov, highways.dot.gov/public-roads/janfeb-1998/surface-transportation-and-global-positioning-system-improvements-l5-and. По состоянию на 11 марта 2023 г.
«Сколько стоит установка встроенных систем GPS в автомобиль?» Quora, www.
quora.com/How-much-does-it-cost-to-install-embedded-GPS-systems-in-a-car. По состоянию на 11 марта 2023 г.
«Techopedia: обучение ИТ-специалистов принятию более взвешенных решений». www.techopedia.com, www.techopedia.com/search?q=GPS+Antenna§ion=all#gsc.tab=0&gsc.q=GPS%20Antenna&gsc.page=1. Доступ 11 марта 2023 г.
«lirr-riders-can-beta-test-lirr-realtime-train-finder»https://www.masstransitmag.com/technology/passenger-info/article/21060043/lirr-riders-can-beta-test- lirr-поиск поездов в реальном времени
«Как вы можете увеличить доход для своего бизнеса с помощью GPS-отслеживания/» https://www.gpsinsight.com/gps-tracking-benefits/how-you-can-drive- доход для вашего бизнеса с помощью GPS-отслеживания/
Ник имеет 15-летний опыт работы в сфере критически важных коммуникаций и имеет подтвержденный послужной список успешного предоставления решений для специалистов по связи в сфере общественной безопасности. Ник — заядлый писатель, чьи работы часто публикуются на многочисленных отраслевых веб-сайтах.
Ниже приведен пример писательского портфолио Ника: Ник регулярно посещает важные коммуникативные конференции, включая Международную конференцию по беспроводной связи, Конференцию APCO и Международную конференцию начальников полиции. Г-н Хохман имеет степень бакалавра делового администрирования Балтиморского университета. В свободное время Ник любит играть в карты, путешествовать и проводить время со своей семьей.
Теги: Автомобильная GPS-антенна, Автомобильная GPS-антенна, Частота GPS, Принцип работы GPS-антенны, GPS-антенна Laird, Военная GPS-антенна, Мобильная GPS-антенна, GPS-антенна Pctel, Импульсная GPS-антенна, GPS-антенна Stico, Транзитная GPS-антенна, Типы GPS-антенна
Поделиться Предыдущая статьяСледующая статьяБудьте в курсе последних новостей, продуктов и тенденций в отрасли. И получайте только инсайдерские предложения о лучших тактических товарах
Ваш адрес электронной почты
100% бесплатно, отпишитесь в любое время!
Подпишитесь на нас
{{ tier_title }}
«,»reward_you_get_popup»:»Вы получаете»,»reward_they_get_popup»:»Они получают»,»reward_free_shipping_popup»:»Вы получаете скидку на бесплатную доставку\r\n Они получают скидку на бесплатную доставку»,»reward_you_get_free_popup «:»Бесплатная доставка»,»popup_item_tier_benefits_title»:»Преимущества»,»popup_item_tier_benefits_next_tier»:»Следующий уровень»,»popup_item_tier_benefits_list_of_tiers»:»Список уровней»,»reward_tier_achieved_on»:»Достигнуто {{ month }} {{ day } }, {{ year }}»,»reward_tier_multiply»:»Множитель»,»reward_tier_multiply_points»:»{{multiply_points }}x»,»earn_tier_more_points»:»Заработано {{ more_points }}/{{ next_tier_points }} {{ points_name }}»,»reward_as_discount»:»{{ сумма }} скидка»,»reward_as_points»:»{{ сумма }} {{ points_name }}»,»reward_as_gift_card»:»{{ сумма }} подарочная карта»,»flexible_discount «:»Скидка»,»flexible_discount_price»:»Цена со скидкой»,» available_discount_title»:»В данный момент у вас нет доступных наград»,»reward_your_tier»:»Ваш уровень:»,»reward_next_tier»:»Следующий уровень :»,»reward_page_confirm»:»Подтвердите перевод»,»reward_redeem_cancel»:»Отмена»,»reward_redeem_confirm»:»Подтвердить»,»reward_page_earn_points»:»Заработайте баллы»,»reward_not_enough_points»:»Недостаточно баллов»,»select_rewards «:»Выберите награду»,»shop_now»:»Купить сейчас»,»reward_birthday»:»День рождения»,»reward_enter_birthday»:»Введите день рождения»,»reward_please_enter_birthday»:»Пожалуйста, укажите день рождения»,»reward_enter_valid_birthday»: «Введите действительную дату рождения»,»warning_title_for_reward»:»К сожалению, похоже, что программа лояльности и вознаграждений недоступна для этой учетной записи.
«,»warning_title_for_reward_requirelogin»:»Чтобы участвовать в нашей программе лояльности и вознаграждений, вам необходимо подтвердить свою учетную запись первый. Пожалуйста, {{ log_in_link }}, чтобы проверить свое право на участие.»,»reward_notifications_earned_points»:»Вы заработали {{ points_name }}!»,»reward_notifications_spend_your_points»:»Потратьте свои баллы! У вас есть {{ point_balance }} {{ points_name }}»,»reward_activity_reset_points»:»Сбросить баллы»,»reward_activity_reset_tiers»:»Сбросить уровни»,»reward_activity_reset_tiers_description»:»»,»reward_notifications_you_have»:»У вас есть 