Anteny przeciwzakłóceniowe CRPA: ochrona bezzałogowych statków powietrznych, pojazdów autonomicznych i infrastruktury krytycznej przed zakłóceniami sygnału

W dzisiejszych miastach, niebie i na drogach GNSS jest wszędzie – od małych UAV i autonomicznych robotów po połączone pojazdy i infrastrukturę krytyczną. Jednak w miarę jak widmo staje się coraz bardziej zatłoczone i wzrastają zamierzone lub niezamierzone zakłócenia, zwykłe anteny GNSS nie mogą już gwarantować stabilnego pozycjonowania i nawigacji.

Aby sprostać temu wyzwaniu, technologia przeciwdziałania zakłóceniom CRPA (antena o kontrolowanym wzorze odbioru) szybko staje się kluczowym elementem systemów cywilnych i przemysłowych, które zależą od niezawodnego GNSS. Zamiast pasywnie odbierać sygnały ze wszystkich kierunków, antena CRPA wykorzystuje wiele elementów i zaawansowane przetwarzanie przestrzenne, aby „słuchać” satelitów, jednocześnie tłumiąc źródła zakłóceń.

Dlaczego systemy oparte na GNSS są coraz bardziej zagrożone

Cywilne UAV, pojazdy autonomiczne, sprzęt badawczy i komunikacyjne stacje bazowe często działają w złożonych środowiskach RF:

• Kaniony miejskie z silnymi nadajnikami wielościeżkowymi i lokalnymi

• Obiekty przemysłowe z hałasem szerokopasmowym i zakłóceniami impulsowymi

• Obszary, w których można przypadkowo lub celowo użyć tanich zakłócaczy i wzmacniaków

W takich scenariuszach standardowa jednoelementowa antena GNSS (FRPA) nie jest w stanie rozróżnić użytecznych sygnałów satelitarnych od zakłóceń pochodzących z różnych kierunków. Gdy stosunek zakłóceń do sygnału przekroczy określony próg, odbiornik może utracić blokadę, dryfować lub nawet wysyłać sygnały w niewłaściwych pozycjach.

Jak działają anteny przeciwzakłóceniowe CRPA

Zestaw anten CRPA składa się z wielu elementów anteny GNSS ułożonych w określonej geometrii (np. 4, 8 lub 16 elementów). Każdy element odbiera nieco inną wersję sygnału GNSS i sygnałów zakłócających. Dzięki algorytmom cyfrowego kształtowania wiązki i sterowania zerowego system może:

• Tworzą „promienie” w kierunku interesujących satelitów

• Umieść „zero” (głębokie tłumienie) w kierunkach źródeł zakłóceń

• Utrzymuj wysoki stosunek sygnału do zakłóceń, nawet gdy obecnych jest kilka zakłócaczy

W praktyce oznacza to, że odbiornik kontynuuje pracę w środowiskach, w których tradycyjna antena byłaby już ślepa. Na przykład nasza obecna generacja anten CRPA może osiągnąć tłumienie do 110 dB dla pojedynczego zakłócacza szerokopasmowego i około 95 dB dla trzech zakłóceń, w zależności od modelu i konfiguracji.

Zaprojektowany dla cywilnych UAV, pojazdów i infrastruktury

Nowoczesne platformy cywilne i przemysłowe mają rygorystyczne wymagania dotyczące rozmiaru, wagi, mocy i integracji. Aby sprostać tym potrzebom, nasza rodzina anten przeciwzakłóceniowych CRPA oferuje:

1. Wiele rozmiarów tablic i liczby elementów

• Kompaktowe modele 4-elementowe (50 mm / 65 mm) do małych UAV i urządzeń o ograniczonej przestrzeni

• Macierze 8-elementowe i 16-elementowe dla bardziej wymagających środowisk zakłócających i większych platform

2. Szerokie wsparcie GNSS

• GPS L1, BeiDou B1 i Galileo E1 w standardzie

• Opcjonalna obsługa GLONASS G1 i konfiguracji dwuzakresowych, takich jak L1+L2 lub L1+L5, w zależności od modelu

3. Odporność na środowisko na poziomie cywilnym

• Typowa temperatura pracy od -40°C do +65/70°C

• Stopień ochrony IP65 lub wyższy, w razie potrzeby z opcjami IP67/IP68

Jednocześnie kompaktowe 4-elementowe modele ważą zazwyczaj poniżej 200 g i pobierają ≤6 W przy napięciu 9–36 V DC, co jest szczególnie istotne w przypadku bezzałogowych statków powietrznych i robotów mobilnych zasilanych akumulatorowo.

Jednostki typu „wszystko w jednym” i elastyczna integracja systemu

W zależności od architektury możesz korzystać z naszych rozwiązań CRPA na dwa główne sposoby:

1. Układ antenowy CRPA + własny odbiornik GNSS

• Antena przeciwzakłóceniowa wysyła sygnały RF (zwykle od -55 do -70 dBm, 50 Ω, VSWR ≤2,0) po wzmocnieniu i filtrowaniu przestrzennym

• Następnie odbiornik GNSS wykonuje przetwarzanie i pozycjonowanie pasma podstawowego

2. Zintegrowany moduł przeciwzakłóceniowy z wbudowanym odbiornikiem

• Urządzenie zawiera macierz CRPA, moduł przetwarzania przeciwzakłóceniowego i odbiornik GNSS w jednej kompaktowej obudowie

• Może bezpośrednio wyprowadzać dane dotyczące pozycji/prędkości/czasu (PVT) za pośrednictwem popularnych interfejsów, takich jak RS-232 / RS-422 i NMEA-0183

Ta elastyczność pozwala integratorom systemów cywilnych wybierać pomiędzy minimalnymi zmianami w istniejących projektach (integracja na poziomie RF) a podejściem bardziej typu plug-and-play z wyjściami PVT.

Zastosowania cywilne, w których CRPA robi różnicę

Typowe przypadki użycia, w których widzimy duże zapotrzebowanie ze strony klientów cywilnych i przemysłowych, obejmują:

• UAV do inspekcji, mapowania, logistyki i monitorowania środowiska

• Pojazdy autonomiczne i połączone z siecią, działające w gęstych obszarach miejskich

• Platformy robotyczne w fabrykach, portach i środowiskach górniczych

• Infrastruktura krytyczna, taka jak stacje bazowe, węzły czasowe i systemy monitorowania

We wszystkich tych scenariuszach utrzymanie niezawodnego GNSS w warunkach zakłóceń to nie tylko przyjemność, ale także konieczność zapewnienia bezpieczeństwa, zgodności z przepisami i jakości usług.

Jeśli w Twoich bieżących projektach zaczynają pojawiać się zakłócenia GNSS, niewyjaśnione skoki pozycjonowania lub podatność na lokalne zakłócenia, może to być właściwy moment na rozważenie anteny przeciwzakłóceniowej opartej na CRPA. Nasz zespół chętnie omówi Twój konkretny przypadek użycia i poleci odpowiednie rozwiązanie 4-, 8- lub 16-elementowe.