آنتن های ضد پارازیت CRPA: محافظت از پهپادها، خودروهای خودران و زیرساخت های حیاتی در برابر تداخل سیگنال

در شهرها، آسمان‌ها و جاده‌های امروزی، GNSS در همه جا وجود دارد - از پهپادهای کوچک و روبات‌های مستقل گرفته تا وسایل نقلیه متصل و زیرساخت‌های حیاتی. با این حال، با شلوغ تر شدن طیف و افزایش تداخل عمدی یا غیرعمدی، آنتن های GNSS معمولی دیگر نمی توانند موقعیت و ناوبری پایدار را تضمین کنند.

برای مقابله با این چالش، فناوری ضد جمینگ CRPA (آنتن الگوی دریافت کنترل‌شده) به سرعت در حال تبدیل شدن به یک عنصر کلیدی برای سیستم‌های عمرانی و صنعتی است که به GNSS قابل اعتماد وابسته هستند. آنتن CRPA به‌جای دریافت غیرفعال سیگنال‌ها از همه جهات، از عناصر متعدد و پردازش فضایی پیشرفته برای «گوش دادن» به ماهواره‌ها و در عین حال سرکوب منابع تداخل استفاده می‌کند.

چرا سیستم های وابسته به GNSS به طور فزاینده ای در معرض خطر هستند؟

پهپادهای غیرنظامی، وسایل نقلیه خودران، تجهیزات نقشه برداری و ایستگاه های پایه ارتباطی اغلب در محیط های پیچیده RF کار می کنند:

• دره های شهری با چند مسیر قوی و فرستنده محلی

• سایت های صنعتی با نویز پهنای باند و تداخل ضربه ای

• مناطقی که ممکن است به طور تصادفی یا عمدی از پارازیت ها و تکرار کننده های کم هزینه استفاده شود

در این سناریوها، یک آنتن تک عنصری استاندارد GNSS (FRPA) راهی برای تمایز بین سیگنال‌های ماهواره‌ای مفید و تداخلی که از جهات مختلف می‌آیند، ندارد. هنگامی که نسبت تداخل به سیگنال از یک آستانه خاص فراتر رود، گیرنده ممکن است قفل، رانش یا حتی موقعیت های اشتباه خروجی را از دست بدهد.

نحوه عملکرد آنتن های ضد جمینگ CRPA

یک آرایه آنتن CRPA از چندین عنصر آنتن GNSS تشکیل شده است که در یک هندسه خاص چیده شده اند (به عنوان مثال 4، 8 یا 16 عنصر). هر عنصر نسخه کمی متفاوت از GNSS و سیگنال های تداخل را دریافت می کند. از طریق الگوریتم‌های شکل‌دهی پرتو دیجیتال و هدایت تهی، سیستم می‌تواند:

• 'پرتوها' را به سمت ماهواره های مورد نظر شکل دهید

• 'nulls' (تضعیف عمیق) را در جهت منابع تداخل قرار دهید

• نسبت سیگنال به تداخل بالا را حتی زمانی که چندین پارازیت وجود دارد حفظ کنید

از نظر عملی، این بدان معناست که گیرنده در محیط هایی که یک آنتن سنتی قبلاً کور است به کار خود ادامه می دهد. برای مثال، نسل فعلی آنتن‌های CRPA بسته به مدل و پیکربندی، می‌توانند تا 110 دسی‌بل را برای یک تداخل باند پهن و حدود 95 دسی بل برای سه تداخل‌کننده داشته باشند.

طراحی شده برای پهپادهای غیرنظامی، وسایل نقلیه و زیرساخت ها

پلتفرم های مدنی و صنعتی مدرن دارای الزامات سختگیرانه ای در مورد اندازه، وزن، قدرت و یکپارچگی هستند. برای رفع این نیازها، خانواده آنتن ضد جمینگ CRPA ما ارائه می دهد:

1. اندازه آرایه های متعدد و تعداد عناصر

• مدل های جمع و جور 4 عنصری (50 میلی متر / 65 میلی متر) برای پهپادهای کوچک و دستگاه های با محدودیت فضا

• آرایه های 8 عنصری و 16 عنصری برای محیط های تداخلی بیشتر و پلت فرم های بزرگتر

2. پشتیبانی گسترده از GNSS

• GPS L1، BeiDou B1 و Galileo E1 به صورت استاندارد

• پشتیبانی اختیاری از GLONASS G1 و پیکربندی‌های دو باند مانند L1+L2 یا L1+L5، بسته به مدل

3. استحکام زیست محیطی درجه عمران

• دمای عملیاتی معمولی از -40 درجه سانتیگراد تا +65/70 درجه سانتیگراد

• درجه حفاظت IP65 یا بالاتر، با گزینه هایی برای IP67/IP68 در صورت نیاز

در عین حال، مدل های جمع و جور 4 عنصری معمولاً کمتر از 200 گرم وزن دارند و ≤6 وات در 9 تا 36 ولت DC مصرف می کنند، که به ویژه برای پهپادهای باتری دار و روبات های متحرک مهم است.

واحدهای همه کاره و یکپارچه سازی سیستم انعطاف پذیر

بسته به معماری خود، می توانید از راه حل های CRPA ما به دو روش اصلی استفاده کنید:

1. آرایه آنتن CRPA + گیرنده GNSS خودتان

• آنتن ضد پارازیت سیگنال های RF (معمولاً 55- تا 70- دسی بل متر، 50 Ω، VSWR ≤2.0) را پس از تقویت و فیلتر فضایی خروجی می دهد.

• سپس گیرنده GNSS شما پردازش و موقعیت یابی باند پایه را انجام می دهد

2. واحد ضد جمینگ یکپارچه با گیرنده داخلی

• این واحد شامل آرایه CRPA، ماژول پردازش ضد پارازیت و گیرنده GNSS در یک محفظه فشرده است.

• می تواند مستقیماً داده های موقعیت / سرعت / زمان (PVT) را از طریق رابط های مشترک مانند RS-232 / RS-422 و NMEA-0183 ارسال کند.

این انعطاف‌پذیری به ادغام‌کنندگان سیستم شهری اجازه می‌دهد تا بین حداقل تغییرات در طرح‌های موجود (ادغام در سطح RF) یا یک رویکرد plug-and-play بیشتر با خروجی‌های PVT انتخاب کنند.

برنامه های کاربردی مدنی که در آن CRPA تفاوت ایجاد می کند

موارد استفاده معمولی که در آن شاهد تقاضای قوی از سوی مشتریان مدنی و صنعتی هستیم عبارتند از:

• پهپاد برای بازرسی، نقشه برداری، لجستیک و نظارت بر محیط زیست

• وسایل نقلیه خودران و متصل که در مناطق شهری متراکم کار می کنند

• پلت فرم های رباتیک در کارخانه ها، بنادر و محیط های معدن

• زیرساخت های حیاتی مانند ایستگاه های پایه، گره های زمان بندی و سیستم های نظارت

در همه این سناریوها، حفظ GNSS قابل اعتماد تحت تداخل فقط 'خوب بودن' نیست - بلکه برای ایمنی، انطباق با مقررات و کیفیت خدمات ضروری است.

اگر پروژه‌های فعلی شما شروع به حذف GNSS، جهش‌های موقعیت‌یابی غیرقابل توضیح یا حساسیت به تداخل محلی می‌کنند، ممکن است زمان مناسبی باشد که یک آنتن ضد پارازیت مبتنی بر CRPA را در نظر بگیرید. تیم ما خوشحال خواهد شد که در مورد استفاده خاص شما صحبت کند و راه حل مناسب 4، 8 یا 16 عنصری را توصیه کند.