Діаграма спрямованості антени
Діаграма спрямованості GNSS антени визначається здатністю антени випромінювати або приймати потужність сигналу в різних напрямках. Ця діаграма безпосередньо впливає на якість сигналу та точність позиціонування. GNSS антени розроблені для приймання сигналів від супутників по всьому небу.
По-перше, ідеальна GNSS антена має всеспрямовану діаграму випромінювання в азимутальній площині. Це забезпечує однакову чутливість у всіх горизонтальних напрямках. Вона також має напівсферичну діаграму у площині кута місця для покриття видимого неба.
Наступним етапом є приймання антеною слабких супутникових сигналів від високих кутів місця до горизонту. Тому вона повинна забезпечувати високий коефіцієнт підсилення в напрямку зеніту. Це допомагає максимізувати силу сигналу від супутників у прямому положенні над головою. Однак важливо зазначити, що коефіцієнт підсилення зазвичай зменшується при менших кутах місця. Проєктувальники контролюють цей компроміс, щоб зменшити приймання небажаних сигналів. Будь ласка, зверніть увагу, що сигнали, відбиті від будівель або землі, можуть спричинити багатопроменеві похибки. Антени зі зменшеним коефіцієнтом підсилення на горизонті можуть допомогти у відсіюванні цих відбиттів.
Крім того, критичну роль відіграє підстильна поверхня (ground plane) антени. Вона має значний вплив на діаграму випромінювання, внаслідок чого прийом сигналу вниз пригнічується. Було доведено, що добре спроєктована підстильна поверхня покращує симетрію діаграми та зменшує спотворення сигналу.
Крім того, кваліфіковані фахівці часто використовують дросельні кільця (choke ring) та патч-антени в точних додатках GNSS. Ці антени забезпечують стабільні діаграми випромінювання та зменшують багатопроменеві перешкоди. Випробування показують, що вони зберігають стабільний коефіцієнт підсилення в різних кутах місця. Вкрай важливо забезпечити стабільність діаграми випромінювання для полегшення точних фазових вимірювань. Будь-які спотворення чи асиметрія можуть призвести до похибки в оцінці положення. Тому високоточні GNSS приймачі використовують відкалібровані антени з відомими характеристиками випромінювання.
реальні сценарії
У динамічних середовищах стабільність діаграми спрямованості має важливе значення для надійного трекінгу. Наприклад, у контексті БПЛА чи мобільних платформ стабільні діаграми є ключовими для мінімізації втрат сигналу.
У наземному скануванні та геодезії антени зі стабільними діаграмами допомагають досягти сантиметрової точності. БПЛА потребують антен, які продовжують відстежувати супутниковий сигнал під час різких поворотів і рухів. У сільському господарстві машини використовують антени з широким покриттям для збереження точності поблизу горизонту.
На суднах антени зменшують відбиття сигналів від води. Повітряним суднам потрібні антени, які приймають потужні сигнали від супутників, що знаходяться над ними.
Станції визначення часу використовують стабільні діаграми для синхронізації телекомунікаційних та енергетичних мереж. Автономні автомобілі покладаються на рівномірне покриття, щоб уникнути втрати сигналу в містах.
Військові системи використовують спеціальні діаграми антени для блокування глушіння та концентрації на супутникових сигналах. У всіх цих випадках діаграма антени допомагає підтримувати потужність сигналів, зменшувати похибки та покращувати точність GNSS у різних середовищах.
