CRPA антенн – Найдвартай навигацид зориулсан түгжрэлийн эсрэг GNSS технологийн бүрэн гарын авлага

CRPA (Controlled Reception Pattern Antenna) технологийг 'өндөр чанартай' гэж үздэг байсан бөгөөд голчлон тусгай програмуудтай холбоотой байдаг. Өнөөдөр GNSS орчин нь иргэний хэрэглэгчдийн хувьд ч илүү төвөгтэй болж байгаа тул CRPA нь UAV, автомашин, робот техник, дэд бүтцийн төслүүдэд хурдацтай нэвтэрч байна.

Энэхүү гарын авлага нь CRPA антеннуудын талаар практик, инженерт ээлтэй тоймыг өгдөг – тэдгээр нь юу вэ, тэд хэрхэн ажилладаг, манай бүтээгдэхүүний шугамыг бодит ертөнцөд нэгтгэх зорилгоор хэрхэн зохион бүтээдэг.

1. CRPA антен юугаараа ялгаатай вэ?

CRPA антен нь зөвхөн нэг GNSS антенны элемент биш юм. Энэ нь орон зайд хүлээн авах загварыг хянах боломжтой дохио боловсруулах модультай хослуулсан массив элементүүд юм. Уламжлалт антеннтай харьцуулахад CRPA шийдэл нь:

• Олон GNSS одны дохиог хүлээн авах (жишээ нь GPS L1, BeiDou B1, Galileo E1, нэмэлт GLONASS G1 болон L1+L2 эсвэл L1+L5 гэх мэт хос зурвасын сонголттой)

• Хиймэл дагуулыг сайжруулж, хөндлөнгийн оролцоог дарахын тулд цацраг болон тэгийг динамикаар үүсгэнэ

• Хөндлөнгийн дохионы харьцаа маш өндөр байсан ч ашиглах боломжтой GNSS дохиог хадгалах

Манай одоогийн бүтээгдэхүүний шугамд ердийн нэг интерференц дарах нь загвар болон хувилбараас хамааран 110 дБ хүртэл, олон интерференцийн гүйцэтгэл (жишээ нь гурван хөндлөнгийн оролцоо) 95 дБ хүрдэг.

2. Манай түгжрэлээс хамгаалах нэгжүүдийн үндсэн бүтэц

Манай багцын түгжрэлээс хамгаалах ердийн нэгж нь дараахь зүйлсээс бүрдэнэ.

• Массив антен: 4, 8 эсвэл 16 элемент, 50 мм ба 65 мм-ийн нийтлэг 4 элементийн хэмжээ; Дээд түвшний массивын хувьд 200 мм эсвэл 300 мм хүртэл том модулиуд

• Түгжрэлээс хамгаалах боловсруулалтын модуль: цацраг үүсгэх, тэг чиглүүлэх, хөндлөнгийн оролцоог дарах үйлдлийг бодит цаг хугацаанд хэрэгжүүлдэг.

• Нэмэлт суурилуулсан GNSS хүлээн авагч: u-blox NEO-M9N эсвэл UM960 гэх мэт батлагдсан чипсет дээр суурилсан, сааталаас хамгаалах боловсруулалтын дараа PVT үр дүнг гаргах чадвартай.

• Механик болон хүрээлэн буй орчны дизайн: хөнгөн жинтэй орон сууц, IP65+ хамгаалалт, өргөн температурын хүрээ, иргэний UAV болон тээврийн хэрэгсэлд тохиромжтой суурилуулах сонголтууд

Уг төхөөрөмж нь тохиргооноос хамааран NMEA-0183-тай RS-232/RS-422 зэрэг цуваа интерфэйсээр дамжуулан боловсруулсан RF дохио (−55-аас −70 dBm, 50 Ω, VSWR ≤2.0) эсвэл PVT өгөгдлийг гаргах боломжтой.

3. Элементийн тоо, хэмжээг зөв сонгох

Иргэний төсөлд CRPA антенныг сонгохдоо инженерүүд SWaP-тэй гүйцэтгэлийг тэнцвэржүүлэх шаардлагатай байдаг.

(1). 4 элементийн массив (жишээ нь 50×50 мм, 65×65 мм)

• Бага оврын UAV болон маш хязгаарлагдмал суурилуулах зайтай платформуудад хамгийн тохиромжтой

• Ихэвчлэн ≤6 Вт эрчим хүчний зарцуулалт, 65 мм-ийн загварт 200 г-аас бага жинтэй байдаг

• Дунд зэргийн хөндлөнгийн орчинд тохиромжтой, 3 хүртэлх хөндлөнгийн чиглэлийг дарах чадвартай

(2). 8 элементийн массив

• Нэг туузан дээр орон зайн түгжрэлээс хамгаалах илүү хүчтэй чадварыг бий болгоно

• Ижил давтамжийн мужид олон саатуулагч гарч болзошгүй илүү төвөгтэй интерференцийн хувилбаруудад тохиромжтой

(3). 16 элементийн массив

• GNSS нь олон боломжит хөндлөнгийн чиглэлд бат бөх байх ёстой хамгийн эрэлт хэрэгцээтэй иргэний орчинд зориулагдсан

• Илүү их эрчим хүчний зарцуулалт, том хэмжээтэй тул том оврын UAV, тээврийн хэрэгсэл эсвэл суурин суурилуулалтанд илүү тохиромжтой

Хос зурвасын хэрэглээний тохиолдолд хос 4 элементийн тохиргоо (жишээ нь L1+L2 эсвэл L1+L5) нь олон зурвасын хамрах хүрээ ба авсаархан байдлын хооронд сайн тохирдог бол нэг зурваст 8 элементийн массив нь нэг зурваст хамгийн их бат бөх байдлыг хангадаг.

4. Үндсэн үзүүлэлтүүдийг харвал

Манай хамгийн сүүлийн үеийн үнийн санал, техникийн тодорхойлолтын хуудаснаас зарим төлөөллийн параметрүүдийг энд оруулав (лавлагаа зорилгоор):

• Давтамжийн дэмжлэг: GPS L1, BeiDou B1, Galileo E1 стандарт; зарим загварууд нь GLONASS G1 болон хос зурвасын хослолыг дэмждэг (L1+L2 эсвэл L1+L5)

• Цахилгаан хангамж: ихэвчлэн DC 9–36 В, энгийн иргэний эрчим хүчний архитектурт тохиромжтой

• Эрчим хүчний хэрэглээ: 4 элементийн авсаархан загварт ойролцоогоор ≤6 Вт, 16 элементийн том массивын хувьд хэдэн арван ватт хүртэл

• Интерфейс: SMA RF гаралт, J30J өгөгдөл/цахилгаан холболт; цуваа интерфэйсүүд нь ихэвчлэн RS-232 эсвэл RS-422, шаардлагатай үед тохируулах сонголттой

• Хүрээлэн буй орчны бат бөх байдал: −40 °C-аас +65/70 °C хүртэл ажиллах температур, −45 °C-аас +85 °C хүртэл хадгалах, IP65-аас доошгүй ус нэвтэрдэггүй, хүсэлтийн дагуу илүү өндөр үнэлгээтэй.

Үйлдвэрийн иж бүрэн туршилтууд нь харааны хяналт, хэмжээст шалгалт, цахилгаан ба функциональ туршилт, түүнчлэн түгжрэлийн эсрэг гүйцэтгэлийн баталгаажуулалтыг хамардаг бөгөөд шаардлагатай үед туршилтын тайланг гаргаж болно.

5. Иргэний платформд зориулсан интеграцийн зөвлөмжүүд

CRPA түгжрэлийн эсрэг антенныг системдээ нэгтгэхээр төлөвлөж буй инженерүүдийн хувьд хэд хэдэн практик зөвлөмжүүд байна:

• Антенны дээд гадаргуу нь цэлмэг тэнгэртэй, металл хийцээр хаагдахгүй эсэхийг шалгаарай.

• Дулаан гадагшлуулахын тулд доод металлын гадаргуу дээр сайн дулаан холбоо буюу агаарын урсгалыг хангана.

• Төмөр бус радом эсвэл их биений тагны доор угсрахдаа материал нь L зурваст RF-ийн тунгалаг чанар хангалттай байгаа эсэхийг шалгаарай (жишээлбэл, долгион дамжуулах хурд ≥92%).

• ArduPilot, Betaflight эсвэл үүнтэй төстэй программыг ашигладаг нислэгийн хянагч эсвэл навигацийн компьютерийн хувьд түгжрэлээс хамгаалах антенныг GNSS-ийн урд хэсэг гэж үзэж, өөрийн техник хангамжид санал болгож буй RF болон цуваа холболтын дагуу холбоно уу.

Зөв интеграцчилснаар CRPA түгжрэлийн эсрэг антеннууд нь таны навигацийн архитектурыг бүрэн дахин төлөвлөх шаардлагагүйгээр GNSS-ийн бат бөх байдлыг мэдэгдэхүйц сайжруулж чадна.

6. Эндээс хаашаа явах вэ

Хэрэв та өөрийн UAV, автономит тээврийн хэрэгсэл, робот платформ эсвэл дэд бүтцийн зангилааны түгжрэлээс хамгаалах шийдлийг үнэлж байгаа бол манай баг дараахь зүйлийг хангаж чадна.

• Таны SWaP болон хөндлөнгийн орчинд суурилсан загвар сонгох удирдамж

• Нарийвчилсан мэдээллийн хуудас болон инженерийн үнэлгээний асуулт хариултын баримт бичиг

• Дээж болон эзлэхүүний захиалгын тодорхой таслах цэг бүхий үнэ/техникийн хуудас

Түгжрэлээс хамгаалах найдвартай ажиллагааг иргэдэд ээлтэй интеграцчилалтай хослуулснаар CRPA антеннууд нь улам бүр дуу чимээ ихтэй RF-ийн ертөнцөд таны системийг найдвартай удирдахад тусална.