GNSS 신호가 실패하는 이유와 CRPA 방해 전파 방지 안테나가 솔루션을 제공하는 방법

UAV, 자율 로봇 또는 차량이 때때로 지도에서 '자기 자신을 잃어버리는' 경우, 당신은 혼자가 아닙니다. 많은 엔지니어들은 고품질 GNSS 수신기를 사용하더라도 시스템에서 여전히 신호 손실, 큰 위치 이동 또는 긴 재획득 시간이 발생한다는 사실을 발견했습니다. 근본 원인은 수신기 자체가 아니라 신호가 수신기에 도달하기 전에 발생하는 경우가 많습니다.

이 기사에서는 실제 프로젝트에서 GNSS가 실패하는 가장 일반적인 이유와 CRPA 방해 전파 방지 안테나가 제어권을 회복하는 데 어떻게 도움이 되는지 살펴봅니다.

일반 GNSS 안테나가 현대 환경에서 어려움을 겪는 이유

기존 GNSS 안테나는 일반적으로 단일 요소 설계입니다. 그들은 하늘을 단일 '청취 지점'으로 취급하여 해당 지점에 도달하는 모든 것을 증폭시킵니다. 이로 인해 오늘날의 환경에서는 다음과 같은 몇 가지 문제가 발생합니다.

1. 방향을 구분하지 못한다

• 서로 다른 방향에서 도착하는 위성 신호와 간섭이 함께 혼합됩니다.

• 강력한 로컬 간섭자는 약한 위성 신호를 쉽게 압도할 수 있습니다.

2. 공간 필터링 기능이 없습니다.

• 필터링은 주로 공간이 아닌 주파수에서 수행됩니다.

• 이는 인근 방해 전파나 GNSS 주파수 또는 그 근처의 협대역/광대역 간섭에 대처하기에는 충분하지 않습니다.

결과적으로 UAV가 통신 타워 근처를 비행하거나 차량이 지역 전파 방해 장치를 지나갈 때 또는 로봇이 시끄러운 산업 현장에서 작동할 때 GNSS 프런트 엔드가 포화되어 위치가 저하되거나 손실될 수 있습니다.

토목 응용 분야의 일반적인 간섭 시나리오

민간 및 산업 고객에 대한 경험에 따르면 GNSS 오류는 다음과 같은 상황에서 자주 나타납니다.

• 건물, 기지국 또는 Wi-Fi 밀집 지역 근처에서 비행하는 UAV

• 산업용 RF 장비 근처에서 작동하는 서비스 로봇 및 AGV

• 저렴한 전파 방해 장치를 사용하여 운전자와 도로를 공유하는 연결된 차량

• 통신 시스템이 중복되는 지역에 위치한 인프라 노드

많은 경우 통합업체는 초기에 펌웨어 또는 매핑 오류를 의심하지만, 측정 결과에 따르면 안테나 포트의 신호 대 간섭 비율이 너무 낮아 수신기가 안정적으로 작동할 수 없는 경우가 많습니다.

CRPA가 누락된 '공간 차원'을 추가하는 방법

CRPA(Controlled Reception Pattern Antenna)는 일반 안테나에는 없는 중요한 기능인 공간 선택성을 추가합니다. CRPA 어레이는 하나의 요소 대신 여러 요소를 사용하고 해당 신호를 지능적으로 결합합니다. 이를 통해 시스템은 다음을 수행할 수 있습니다.

• GNSS 위성을 향해 수신 빔을 조정합니다.

• 간섭 소스를 향한 깊은 널 형성

• 변화하는 간섭 방향에 동적으로 적응

예를 들어 당사의 현재 CRPA 솔루션은 4, 8 또는 16개의 요소를 지원할 수 있으며, 동시에 억제되는 재밍 방향의 수는 일반적으로 '요소 수 − 1'입니다. 4요소 배열은 설계 범위 내에서 최대 3개의 방향을 억제할 수 있는 반면, 16요소 배열은 최대 15개의 방향을 처리할 수 있습니다.

견고한 하드웨어 설계(RF 입력에서 ≥10W의 번아웃 보호, IP65+ 기계적 보호, −40°C ~ +65/70°C 작동 등)와 결합되어 GNSS 수신기가 고장날 수 있는 조건에서도 계속 사용할 수 있습니다.

'왜 GNSS를 잃었나요?'부터 '테스트를 통과했습니다'까지

많은 토목 프로젝트에서 CRPA 방해 전파 방지 안테나를 채택하면 대응적 문제 해결에서 사전 예방적 견고성으로 대화가 변경됩니다.

• UAV 비행 테스트에서는 'GNSS가 나쁘다'는 이유로 더 이상 특정 지역을 피할 필요가 없습니다.

• 자율주행차는 경로를 따라 위치 무결성을 보다 일관되게 유지할 수 있습니다.

• 산업용 로봇 및 인프라 노드는 주변 RF 장비에 덜 민감해집니다.

또한 통합 방해 전파 방지 장치에는 PVT 데이터(위치, 속도, 시간)를 직접 출력하는 내장 GNSS 수신기가 포함될 수 있으므로 보다 턴키 방식을 선호하는 팀의 통합이 단순화됩니다.

실용적인 다음 단계

현재 GNSS 안정성 문제를 다루고 있는 경우 다음 단계는 다음과 같습니다.

1. 현재 안테나가 단순한 단일 요소 설계인지 확인하십시오.

2. 시스템이 직면하는 간섭 환경을 측정하거나 추정합니다.

3. 4요소, 8요소 또는 16요소 CRPA 안테나가 SWaP 및 성능 요구 사항에 적합한지 평가하세요.

우리 팀은 지원되는 대역 및 전력 소비부터 스푸핑 방지 및 인터페이스 옵션에 이르기까지 일반적인 기술적 질문을 전용 전파 방해 안테나 Q&A 문서에 요약했으며, 모델을 빠르게 비교할 수 있도록 명확한 가격/사양 시트도 제공합니다.

특정 UAV, 차량, 로봇 또는 인프라 애플리케이션에 대해 논의하고 싶다면 언제든지 당사에 문의하세요. 인기 있는 민간 비행 컨트롤러 및 내비게이션 프로토콜의 예를 포함하여 통합 경험을 공유하게 되어 기쁘게 생각합니다.