CRPA Anti-Jamming -antennit: UAV:iden, autonomisten ajoneuvojen ja kriittisen infrastruktuurin suojaaminen signaalihäiriöiltä

Nykypäivän kaupungeissa, taivaalla ja teillä GNSS on kaikkialla – pienistä UAV:ista ja autonomisista roboteista yhdistettyihin ajoneuvoihin ja kriittiseen infrastruktuuriin. Mutta kun spektri tulee ahtaammaksi ja tahalliset tai tahattomat häiriöt lisääntyvät, tavalliset GNSS-antennit eivät enää voi taata vakaata paikannusta ja navigointia.

Vastatakseen tähän haasteeseen CRPA (Controlled Reception Pattern Antenna) häirinnänestoteknologiasta on nopeasti tulossa keskeinen rakennuspalikka siviili- ja teollisuusjärjestelmissä, jotka ovat riippuvaisia ​​luotettavasta GNSS:stä. Sen sijaan, että CRPA-antenni vastaanottaisi passiivisesti signaaleja kaikista suunnista, se käyttää useita elementtejä ja kehittynyttä spatiaalista käsittelyä satelliittien 'kuuntelemiseen' samalla kun häiriölähteet vaimentavat.

Miksi GNSS-pohjaiset järjestelmät ovat yhä suuremmassa vaarassa

Siviili-UAV:t, autonomiset ajoneuvot, tutkimuslaitteet ja viestintätukiasemat toimivat usein monimutkaisissa RF-ympäristöissä:

• Kaupunkien kanjonit vahvoilla monitie- ja paikallislähettimillä

• Teollisuuskohteet, joissa on laajakaistakohinaa ja impulsiivisia häiriöitä

• Alueet, joissa voidaan vahingossa tai tarkoituksella käyttää edullisia häirintälaitteita ja toistimia

Näissä skenaarioissa tavallisella yksielementtisellä GNSS-antennilla (FRPA) ei ole mitään keinoa erottaa hyödyllisiä satelliittisignaaleja ja eri suunnista tulevia häiriöitä. Kun häiriö-signaalisuhde ylittää tietyn kynnyksen, vastaanotin voi menettää lukituksen, ajautua tai jopa lähettää vääriä paikkoja.

Kuinka CRPA-häiriönestoantennit toimivat

CRPA-antenniryhmä koostuu useista GNSS-antennielementeistä, jotka on järjestetty tiettyyn geometriaan (esim. 4, 8 tai 16 elementtiä). Jokainen elementti vastaanottaa hieman erilaisen version GNSS- ja häiriösignaaleista. Digitaalisen säteenmuodostuksen ja nollaohjausalgoritmien avulla järjestelmä voi:

• Muodosta 'säteitä' kohti kiinnostavia satelliitteja

• Aseta 'nollat' (syvä vaimennus) häiriölähteiden suuntiin

• Säilytä korkea signaali-häiriösuhde, vaikka häiriöitä olisi useita

Käytännössä tämä tarkoittaa, että vastaanotin jatkaa toimintaansa ympäristöissä, joissa perinteinen antenni olisi jo sokea. Esimerkiksi nykyisen sukupolven CRPA-antennit voivat saavuttaa jopa 110 dB vaimennusta yhdelle laajakaistahäiriöiselle ja noin 95 dB kolmelle häiriötekijälle mallista ja kokoonpanosta riippuen.

Suunniteltu siviili-UAV:ille, ajoneuvoille ja infrastruktuurille

Nykyaikaisilla siviili- ja teollisuusalustoilla on tiukat vaatimukset koolle, painolle, teholle ja integraatiolle. Näiden tarpeiden täyttämiseksi CRPA-häiriönestoantenniperheemme tarjoaa:

1. Useita taulukkokokoja ja elementtimäärää

• Kompaktit 4-elementtiset mallit (50 mm / 65 mm) pienille UAV:ille ja ahtaille laitteille

• 8 elementin ja 16 elementin taulukot vaativampiin häiriöympäristöihin ja suurempiin alustoihin

2. Laaja GNSS-tuki

• GPS L1, BeiDou B1 ja Galileo E1 vakiona

• Valinnainen tuki GLONASS G1:lle ja kaksikaistaisille kokoonpanoille, kuten L1+L2 tai L1+L5, mallista riippuen

3. Siviilitason ympäristökestävyys

• Tyypillinen käyttölämpötila -40 °C - +65/70 °C

• IP65 tai korkeampi suojausluokka, tarvittaessa lisävarusteilla IP67/IP68

Samaan aikaan pienet 4 elementtimallit painavat tyypillisesti alle 200 g ja kuluttavat ≤6 W 9–36 V DC jännitteellä, mikä on erityisen tärkeää akkukäyttöisille UAV:ille ja mobiiliroboteille.

All-in-one-yksiköt ja joustava järjestelmäintegraatio

Arkkitehtuuristasi riippuen voit käyttää CRPA-ratkaisujamme kahdella päätavalla:

1. CRPA-antenniryhmä + oma GNSS-vastaanotin

• Häiriönestoantenni lähettää RF-signaaleja (tyypillisesti -55 - -70 dBm, 50 Ω, VSWR ≤2.0) vahvistuksen ja spatiaalisen suodatuksen jälkeen

• GNSS-vastaanottimesi suorittaa sitten kantataajuuskäsittelyn ja paikantamisen

2. Integroitu häirinnänestoyksikkö sisäänrakennetulla vastaanottimella

• Yksikkö sisältää CRPA-ryhmän, häirinnänestokäsittelymoduulin ja GNSS-vastaanottimen yhdessä kompaktissa kotelossa

• Se voi lähettää suoraan paikka- / nopeus- / aikatietoja (PVT) yleisten liitäntöjen, kuten RS-232 / RS-422 ja NMEA-0183 kautta.

Tämän joustavuuden ansiosta siviilijärjestelmäintegraattorit voivat valita minimaalisten muutosten välillä olemassa oleviin malleihin (RF-tason integrointi) tai enemmän plug and play -lähestymistavan välillä PVT-ulostuloilla.

Siviilisovellukset, joissa CRPA:lla on merkitystä

Tyypillisiä käyttötapauksia, joissa siviili- ja teollisuusasiakkaiden kysyntä on vahvaa, ovat:

• UAV:t tarkastukseen, kartoitukseen, logistiikkaan ja ympäristön seurantaan

• Autonomiset ja yhdistetyt ajoneuvot, jotka toimivat tiheällä kaupunkialueella

• Robottialustat tehtaissa, satamissa ja kaivosympäristöissä

• Kriittinen infrastruktuuri, kuten tukiasemat, ajoitussolmut ja valvontajärjestelmät

Kaikissa näissä skenaarioissa luotettavan GNSS:n ylläpitäminen häiriöiden alaisena ei ole vain 'mukava saada' – se on välttämätöntä turvallisuuden, säännösten noudattamisen ja palvelun laadun kannalta.

Jos nykyiset projektisi alkavat kohdata GNSS-katkoja, selittämättömiä paikannushyppyjä tai alttiutta paikallisille häiriöille, voi olla oikea aika harkita CRPA-pohjaista häirinnänestoantennia. Tiimimme keskustelee mielellään käyttötapauksestasi ja suosittelee sopivaa 4-, 8- tai 16-elementistä ratkaisua.