Антенны с защитой от помех CRPA: защита БПЛА, автономных транспортных средств и критически важной инфраструктуры от помех сигнала

В современных городах, небе и дорогах GNSS присутствует повсюду – от небольших БПЛА и автономных роботов до подключенных транспортных средств и критически важной инфраструктуры. Однако по мере того, как спектр становится более насыщенным, а преднамеренные или непреднамеренные помехи увеличиваются, обычные антенны ГНСС больше не могут гарантировать стабильное позиционирование и навигацию.

Чтобы решить эту проблему, технология защиты от помех CRPA (Антенна с управляемой диаграммой приема) быстро становится ключевым строительным блоком для гражданских и промышленных систем, которые зависят от надежной ГНСС. Вместо пассивного приема сигналов со всех направлений антенна CRPA использует несколько элементов и расширенную пространственную обработку, чтобы «прослушивать» спутники, одновременно подавляя источники помех.

Почему системы, зависящие от GNSS, подвергаются все большему риску

Гражданские БПЛА, автономные транспортные средства, геодезическое оборудование и базовые станции связи часто работают в сложных радиочастотных средах:

• Городские каньоны с сильным многолучевым распространением и локальными передатчиками

• Промышленные объекты с широкополосным шумом и импульсными помехами

• Области, где могут случайно или намеренно использоваться недорогие глушители и ретрансляторы.

В этих сценариях стандартная одноэлементная антенна GNSS (FRPA) не имеет возможности различать полезные спутниковые сигналы и помехи, исходящие с разных направлений. Как только соотношение помех и сигнала превысит определенный порог, приемник может потерять синхронизацию, дрейфовать или даже выдавать неправильные положения.

Как работают антенны с защитой от помех CRPA

Антенная решетка CRPA состоит из нескольких антенных элементов GNSS, расположенных с определенной геометрией (например, 4, 8 или 16 элементов). Каждый элемент принимает немного отличающуюся версию сигналов ГНСС и помех. Благодаря цифровому формированию луча и алгоритмам нулевого управления система может:

• Формируйте «лучи» на интересующие спутники.

• Разместите «нули» (глубокое затухание) в направлениях источников помех.

• Поддерживать высокое соотношение сигнал/помеха даже при наличии нескольких источников помех

На практике это означает, что приемник продолжает работать в условиях, где традиционная антенна уже была бы «слепой». Например, наше нынешнее поколение антенн CRPA может обеспечить подавление до 110 дБ для одного широкополосного источника помех и около 95 дБ для трех источников помех, в зависимости от модели и конфигурации.

Предназначен для гражданских БПЛА, транспортных средств и инфраструктуры.

Современные гражданские и промышленные платформы предъявляют строгие требования к размеру, весу, мощности и интеграции. Чтобы удовлетворить эти потребности, наше семейство антенн с защитой от помех CRPA предлагает:

1. Несколько размеров массива и количества элементов.

• Компактные 4-элементные модели (50 мм/65 мм) для небольших БПЛА и устройств с ограниченным пространством.

• 8-элементные и 16-элементные массивы для более сложных условий помех и более крупных платформ

2. Широкая поддержка ГНСС.

• GPS L1, BeiDou B1 и Galileo E1 в стандартной комплектации

• Дополнительная поддержка ГЛОНАСС G1 и двухдиапазонных конфигураций, таких как L1+L2 или L1+L5, в зависимости от модели.

3. Экологическая надежность гражданского уровня.

• Типичная рабочая температура от −40 °C до +65/70 °C.

• Степень защиты IP65 или выше, при необходимости доступны варианты IP67/IP68.

В то же время компактные 4-элементные модели обычно весят менее 200 г и потребляют ≤6 Вт при напряжении постоянного тока 9–36 В, что особенно важно для аккумуляторных БПЛА и мобильных роботов.

Устройства «все в одном» и гибкая системная интеграция

В зависимости от вашей архитектуры вы можете использовать наши решения CRPA двумя основными способами:

1. Антенная решетка CRPA + собственный ГНСС-приемник

• Антенна с защитой от помех выдает радиочастотные сигналы (обычно от –55 до –70 дБм, 50 Ом, КСВ ≤2,0) после усиления и пространственной фильтрации.

• Затем ваш GNSS-приемник выполняет обработку основной полосы частот и позиционирование.

2. Встроенный блок защиты от помех со встроенным приемником.

• Блок включает в себя решетку CRPA, модуль обработки помех и GNSS-приемник в одном компактном корпусе.

• Он может напрямую выводить данные о положении/скорости/времени (PVT) через общие интерфейсы, такие как RS-232/RS-422 и NMEA-0183.

Такая гибкость позволяет интеграторам гражданских систем выбирать между минимальными изменениями в существующих конструкциях (интеграция на уровне радиочастот) или более простым подходом с выходами PVT.

Гражданские приложения, где CRPA имеет значение

Типичные случаи использования, в которых мы видим высокий спрос со стороны гражданских и промышленных заказчиков, включают:

• БПЛА для инспекции, картографирования, логистики и мониторинга окружающей среды

• Автономные и подключенные транспортные средства, работающие в густонаселенных городских районах

• Роботизированные платформы на заводах, в портах и ​​в горнодобывающей промышленности

• Критическая инфраструктура, такая как базовые станции, узлы синхронизации и системы мониторинга.

Во всех этих сценариях поддержание надежности GNSS в условиях помех не просто «приятно иметь» — это важно для безопасности, соблюдения нормативных требований и качества обслуживания.

Если ваши текущие проекты начинают сталкиваться с пропаданием сигнала GNSS, необъяснимыми скачками позиционирования или восприимчивостью к локальным помехам, возможно, сейчас самое время рассмотреть антенну с защитой от помех на основе CRPA. Наша команда будет рада обсудить ваш конкретный вариант использования и порекомендовать подходящее 4-, 8- или 16-элементное решение.