Con le antenne GPS/GNSS di ultima generazione il posizionamento preciso al centimetro è una realtà

Figura 1: GNSS. (Immagine per gentile concessione di Molex)

Le antenne dei sistemi di posizionamento globale (GPS) e dei sistemi di navigazione satellitare globale (GNSS) consentono alle applicazioni di tracciamento e di rilevamento della posizione di accedere alle costellazioni di satelliti GPS/GNSS. Acquisiscono i segnali in banda L trasmessi dallo spazio e li trasferiscono a un'unità di elaborazione per l'individuazione precisa del luogo dei ricevitori. Con l'avvento di nuovi segnali e frequenze e l'aumento delle applicazioni che fanno affidamento sul posizionamento di alta precisione, le antenne GNSS stanno assumendo un'importanza crescente.

Le antenne GNSS trovano applicazione in molti mercati, ma l'impiego principale resta quello del rilevamento, dove la precisione e l'accuratezza sono fattori determinanti per il successo. Un tempo un'accuratezza a livello di metro era considerata buona, ma l'affermazione della nuova tecnica CDNSS e dei modelli ottimizzati di clock, orbitali e atmosferici ha reso l'accuratezza di posizionamento entro un centimetro un requisito sempre più richiesto dal mercato. Oggi, l'utente di un'applicazione di tracciamento non si accontenta di sapere in quale corsia sta guidando ma vuole anche sapere in quale posizione della corsia si trova il suo veicolo. Fortunatamente i sistemi satellitari hanno diffuso e attivato nuove frequenze in banda L, come la L-5, che offrono un'accuratezza a livello di centimetro.

DigiKey propone le antenne di Molex con supporto per le bande L, predisposte per le frequenze di precisione in banda L-2 e L-5. Inoltre, i progettisti Molex hanno impilato microstrisce ceramiche ad alto guadagno e alta efficienza di irradiazione per realizzare antenne patch GNSS impilate dotate di un'eccezionale elaborazione del segnale e accuratezza GPS per applicazioni di tracciamento ad elevata precisione, eliminando pertanto la necessità di una stazione base separata. Queste antenne funzionano su bande di frequenza L1, L5 e GLONASS e offrono un livello di accuratezza da un decimetro a meno di un metro per i dati geospaziali. Grazie a queste capacità di rilevamento di alta precisione sono lo strumento ideale per applicazioni che necessitano di posizionamento accurato come gli APR, i droni, i sistemi di sicurezza dei veicoli e di cinematica in tempo reale (RTK).

Figura 2: Antenna GNSS del sistema di navigazione a bordo dei veicoli. (Immagine per gentile concessione di Molex)

Accuratezza, continuità e affidabilità sono i tre fattori chiave per il successo delle antenne GNSS, che dipendono dalla forza dell'antenna e da qualche caratteristica dell'applicazione. Perciò, per trovare il prodotto più adatto ai vostri requisiti, è importante capire i parametri principali. Quattro fattori da tenere a mente nella scelta di un'antenna GNSS sono:

1. Regione/frequenza
2. Dimensione
3. Materiale e forma
4. Ubicazione dell'antenna

1. Area geografica di funzionamento/frequenza di trasmissione

Potrà sembrare ovvio, ma l'antenna deve funzionare su un campo di frequenza idoneo ai segnali GNSS. Aree geografiche diverse utilizzano sistemi GNSS differenti, ad esempio GPS negli USA e GLONASS in Russia. Se il vostro prodotto si rivolge a un'area geografica specifica, è meglio conoscere il sistema GNSS da cui partire per una maggiore accuratezza.

Figura 3: Antenna patch ceramica GPS L1+L5 impilata di Molex. (Immagine per gentile concessione di Molex)

2. Le dimensioni del prodotto e/o dell'antenna

Conoscere le dimensioni del prodotto è importante perché in base ad esse, e alla PCB, sarà possibile determinare dove posizionare l'antenna. La dimensione dell'antenna influisce sul suo comportamento e un posizionamento poco attento potrebbe avere effetti negativi sulla sua potenza in uscita, efficienza e direttività.

3. Il materiale e la forma dell'antenna

Le antenne ceramiche, quelle flessibili e svariate tra le composite sono tutte opzioni praticabili per i rilevatori GNSS, ma l'ambiente di funzionamento e altri componenti del dispositivo di tracciamento influenzano la scelta del materiale e l'efficienza di trasmissione. Per un dispositivo di tracciamento indossabile, ad esempio, un'antenna flessibile va meglio, mentre per un'applicazione in ambienti esterni un'antenna con attacco metallico è la scelta più saggia. Se le dimensioni sono un problema, un'antenna miniaturizzata sarà l'ideale, mentre se un'applicazione necessita di un orientamento fisso, la soluzione è un'antenna ad alto guadagno. Per decidere la composizione idonea dell'antenna, occorre conoscere le caratteristiche progettuali del prodotto e l'applicazione.

Figura 4: Antenna GPS SMT compatta di Molex (versione LDS ad alte prestazioni). (Immagine per gentile concessione di Molex)

4. Ubicazione dell'antenna

Interna o esterna? Saldata o collegata via cavo? La posizione influisce sul modello di irraggiamento e sull'efficienza e determina le prestazioni ottimali del sistema e l'esperienza dell'utente. Se la vostra antenna è posizionata su una PCB, non dimenticate di leggere la documentazione dell'antenna per conoscere eventuali requisiti aggiuntivi.

Le sfide progettuali e di configurazione possono diventare meno complesse se si acquista un'antenna da un produttore o distributore con una buona reputazione, che vi può fornire supporto tecnico nella scelta del modello migliore per la vostra applicazione. DigiKey propone una gamma di antenne GNSS di prossima generazione con numerosi fattori di forma e dimensioni dotate di prestazioni RF eccezionali e di elevata precisione per i sistemi satellitari statunitensi e internazionali.

Le soluzioni progettuali di Molex per antenne GNSS

Molex dispone di risorse tecniche e di un'esperienza specifica nel settore che le garantiscono una leadership indiscussa nel campo dei sistemi di comunicazione e di navigazione. L'azienda fornisce soluzioni che rispondono ai requisiti presenti e futuri, come è possibile osservare nei progressi compiuti. Visitate DigiKey per i prodotti di Molex, comprese le antenne GNSS LDS/MID, in ceramica, flessibili, Wi-Fi, combo e patch impilati. Potete rivolgervi a DigiKey anche se vi servono antenne per l'IoT, antenne cellulari per reti LTE, LPWAN, NFC, UWB e ISM, che sono solo una piccola parte del nostro vasto assortimento di soluzioni con antenne.

Figura 5: Le antenne ceramiche GPS di Molex possono essere collegate a una PCB con un cavo coassiale. (Immagine per gentile concessione di Molex)