چرا سیگنال GNSS شما خراب می شود و چگونه آنتن های ضد پارازیت CRPA راه حلی را ارائه می دهند

اگر پهپاد، ربات خودران یا وسیله نقلیه شما گاهی اوقات 'خود را' روی نقشه گم می کند، شما تنها نیستید. بسیاری از مهندسان متوجه می شوند که حتی با یک گیرنده GNSS با کیفیت بالا، سیستم آنها همچنان از دست دادن سیگنال، پرش های بزرگ در موقعیت یا زمان های طولانی بازیابی را تجربه می کند. علت اصلی اغلب خود گیرنده نیست، بلکه اتفاقی است که قبل از رسیدن سیگنال به آن رخ می دهد.

در این مقاله، ما به متداول‌ترین دلایل شکست GNSS در پروژه‌های واقعی و اینکه چگونه آنتن‌های ضد پارازیت CRPA می‌توانند به شما در بازیابی کنترل کمک کنند، نگاه می‌کنیم.

چرا آنتن های GNSS معمولی در محیط های مدرن مشکل دارند؟

آنتن های GNSS معمولی معمولاً طرح های تک عنصری هستند. آنها آسمان را به عنوان یک 'نقطه گوش دادن' واحد در نظر می گیرند و هر چیزی را که به آن نقطه می رسد تقویت می کند. این باعث ایجاد چندین مشکل در محیط های امروزی می شود:

1. نمی توانند جهت را تشخیص دهند

• سیگنال های ماهواره ای و تداخل هایی که از جهات مختلف می رسند با هم مخلوط می شوند.

• یک تداخل محلی قوی می تواند به راحتی سیگنال های ضعیف ماهواره را تحت تأثیر قرار دهد.

2. قابلیت فیلتر فضایی ندارند

• فیلتر عمدتاً در فرکانس انجام می شود نه در فضا.

• این در برابر پارازیت‌های نزدیک یا تداخل باند باریک/باند پهن در فرکانس‌های GNSS یا نزدیک به آن کافی نیست.

در نتیجه، هنگامی که یک پهپاد در نزدیکی یک برج ارتباطی پرواز می کند، یک وسیله نقلیه از کنار یک مسدود کننده محلی عبور می کند، یا یک ربات در یک سایت صنعتی پر سر و صدا کار می کند، قسمت جلویی GNSS می تواند اشباع شود و منجر به تخریب یا از دست رفتن موقعیت شود.

سناریوهای تداخل معمولی در کاربردهای مدنی

بر اساس تجربه ما با مشتریان شهری و صنعتی، خرابی GNSS اغلب در شرایط زیر ظاهر می شود:

• پهپادهایی که در نزدیکی ساختمان‌ها، ایستگاه‌های پایه یا مناطق پرتراکم Wi-Fi پرواز می‌کنند

• روبات های خدماتی و AGV که نزدیک به تجهیزات RF صنعتی کار می کنند

• وسایل نقلیه متصل که جاده ها را با رانندگان به اشتراک می گذارند با استفاده از دستگاه های پارازیت کم هزینه

• گره های زیرساخت واقع در مناطقی با سیستم های ارتباطی همپوشانی

در بسیاری از موارد، یکپارچه‌سازها در ابتدا به خطاهای سیستم‌افزار یا نقشه‌برداری مشکوک می‌شوند، اما اندازه‌گیری‌ها اغلب نشان می‌دهند که نسبت سیگنال به تداخل در درگاه آنتن برای گیرنده بسیار پایین است که نمی‌تواند قابل اعتماد کار کند.

چگونه CRPA 'بعد فضایی' گمشده را اضافه می کند

CRPA (آنتن الگوی دریافت کنترل‌شده) یک قابلیت حیاتی را اضافه می‌کند که آنتن‌های معمولی فاقد آن هستند: انتخاب فضایی. به جای یک عنصر، یک آرایه CRPA از چندین عنصر استفاده می کند و سیگنال های آنها را به طور هوشمند ترکیب می کند. از این طریق سیستم می تواند:

• پرتوهای دریافت را به سمت ماهواره های GNSS هدایت کنید

• تهی های عمیق را به سمت منابع تداخل تشکیل دهید

• به طور دینامیکی با تغییر جهت تداخل سازگار می شوند

راه‌حل‌های فعلی CRPA ما، برای مثال، می‌توانند از 4، 8 یا 16 عنصر پشتیبانی کنند، با تعداد جهت‌های پارازیتی که به طور همزمان سرکوب شده‌اند معمولاً 'تعداد عناصر - 1'. یک آرایه 4 عنصری می تواند تا 3 جهت را سرکوب کند، در حالی که یک آرایه 16 عنصری می تواند تا 15 جهت را در محدوده طراحی خود کنترل کند.

همراه با طراحی سخت‌افزاری قوی (محافظت در برابر فرسودگی ≥10 وات در ورودی RF، حفاظت مکانیکی IP65+، عملکرد -40 درجه سانتی‌گراد تا +65/70 درجه سانتی‌گراد، و غیره)، گیرنده‌های GNSS را قادر می‌سازد تا در شرایطی که در غیر این صورت از کار می‌افتند، قابل استفاده بمانند.

از 'چرا GNSS را از دست دادیم؟' تا 'امتحان را گذراندیم'

برای بسیاری از پروژه‌های عمرانی، استفاده از آنتن ضد پارازیت CRPA، گفتگو را از عیب‌یابی واکنشی به استحکام فعال تغییر می‌دهد:

• آزمایش‌های پرواز پهپاد دیگر نیازی به اجتناب از مناطق خاصی ندارد، فقط به این دلیل که 'GNSS در آنجا بد است'

• وسایل نقلیه خودران می توانند یکپارچگی موقعیت را به طور مداوم در طول مسیر خود حفظ کنند

• ربات های صنعتی و گره های زیرساخت نسبت به تجهیزات RF اطراف کمتر حساس می شوند

علاوه بر این، واحدهای ضد پارگی یکپارچه ما می‌توانند شامل یک گیرنده GNSS داخلی باشد که داده‌های PVT (موقعیت، سرعت، زمان) را مستقیماً خروجی می‌دهد، که ادغام را برای تیم‌هایی که رویکرد کلید در دست ترجیح می‌دهند ساده‌تر می‌کند.

گام بعدی عملی

اگر در حال حاضر با مسائل مربوط به قابلیت اطمینان GNSS سر و کار دارید، قدم بعدی خوب این است که:

1. بررسی کنید که آیا آنتن فعلی شما یک طراحی ساده تک عنصری است یا خیر.

2. محیط تداخلی که سیستم شما با آن مواجه است را اندازه گیری یا تخمین بزنید.

3. ارزیابی کنید که آیا آنتن CRPA 4، 8 یا 16 عنصری برای نیازهای SWaP و عملکرد شما مناسب است یا خیر.

تیم ما سوالات فنی رایج - از باندهای پشتیبانی شده و مصرف انرژی گرفته تا گزینه‌های ضد جعل و رابط - را در یک سند پرسش و پاسخ اختصاصی آنتن ضد پارگی خلاصه کرده است، و همچنین برگه‌های قیمت/مشخصات واضحی را برای کمک به شما در مقایسه سریع مدل‌ها ارائه می‌کنیم.

اگر می خواهید در مورد پهپاد، وسیله نقلیه، رباتیک یا برنامه زیرساختی خاص خود صحبت کنید، با ما تماس بگیرید. ما خوشحالیم که تجربیات یکپارچه‌سازی را به اشتراک می‌گذاریم، از جمله نمونه‌هایی با کنترل‌کننده‌های پرواز غیرنظامی محبوب و پروتکل‌های ناوبری.