Semplificare lo sviluppo di prodotti GNSS su front-end

I sistemi di navigazione satellitare globale (GNSS) risalgono ai primi anni Settanta, quando gli Stati Uniti iniziarono a sviluppare quello che sarebbe diventato il sistema di posizionamento globale (GPS). Ma nonostante il grado di maturità raggiunto, stiamo assistendo a una rapida espansione delle applicazioni commerciali che dipendono dai segnali a radiofrequenza GNSS per la geolocalizzazione, la telematica e i servizi di posizionamento.

Gli sviluppatori e i progettisti integrano sempre più spesso i ricevitori GNSS nei prodotti e nei sistemi destinati a fornire nuove funzionalità a veicoli autonomi, aerei senza equipaggio e alle applicazioni di agricoltura di precisione, oltre a migliorare i sistemi che garantiscono una navigazione aerospaziale commerciale e militare accurata e sicura.

Molti di questi sistemi devono adattarsi al crescente numero di costellazioni GNSS globali e regionali e si affidano a frequenze multibanda per il posizionamento più preciso. Le complicazioni progettuali sono numerose, tra cui la necessità di componenti sempre più compatti e di una gestione più efficiente del consumo energetico.

Spesso al primo posto c'è la prevenzione di interferenze indesiderate fuori banda, che vanno dal rumore del sistema e dall'attività solare a trasmissioni malevole di spoofing e jamming mirate a ingannare o bloccare i risultati del posizionamento.

Evitare processi di progettazione lunghi e difficili

I ricevitori GNSS dual-band richiedono tipicamente che i progettisti personalizzino le prestazioni del segnale e mantengano i parametri di rumore del sistema nei vari circuiti RF tra l'antenna e il ricevitore. Tali esigenze possono richiedere più amplificatori e filtri per sintonizzare il segnale. L'intero processo di progettazione può essere lungo e faticoso.

Taoglas Limited mira a semplificare il processo grazie a moduli front-end GNSS multibanda ad alta precisione che forniscono una soluzione a montaggio superficiale e in un unico contenitore per un agevole utilizzo con qualsiasi antenna o ricevitore GNSS.

Il modello TFM.110A di Taoglas è un GNSS front-end ad elettronica attiva a singolo ingresso e singola uscita (Figura 1). Copre L1/L2/L5 per applicazioni multibanda multicostellazione ad alta precisione e, nel percorso del segnale, presenta una topologia SAW/LNA/SAW/LNA. I filtri SAW sono stati selezionati e posizionati in modo da garantire un'eccellente reiezione fuori banda attraverso configurazioni multibanda e interferenze vicine, mantenendo anche un basso rumore di <3,5 dB nelle bande basse e di <4,0 dB nelle bande alte.

Figura 1: TFM.110A di Taoglas è un GNSS front-end a montaggio superficiale che copre l'intero spettro GNSS multibanda. (Immagine per gentile concessione di Taoglas)

TFM.110A integra i circuiti RF necessari in una forma modulare che assicura l'adattamento di impedenza, l'efficienza del filtro e il basso rumore di cui le aziende hanno bisogno ma che potrebbero non essere in grado di costruire da sole per mancanza di competenza o di tempo.

Secondo Taoglas, l'accesso a soluzioni RF ottimizzate per i ricevitori con cifre di guadagno elevate e basso rumore può abbattere i cicli di progettazione di due anni o più, attenuando le sfide di integrazione e gli ostacoli tecnici. Il fattore di forma a profilo ribassato ha un ingombro compatto che consente di risparmiare spazio prezioso eliminando componenti esterni e la stesura dei cavi.

Taoglas offre anche un modulo a doppio ingresso e singola uscita, TFM.120A, che presenta la topologia SAW/LNA/SAW/LNA e copre la banda L1+B1+G1/L2/L5+L per applicazioni multibanda ad alta precisione che richiedono l'intero spettro delle costellazioni GNSS. La bassa cifra di rumore di TFM.120A è di <3,25 dB nelle bande basse e di <3,0 dB nelle bande alte.

I progettisti possono inoltre sfruttare le numerose antenne compatibili di Taoglas, come GVLB258. A con TFM.110A e GPDF6010.A con TFM.120A.

Conclusione

I componenti avanzati che supportano comunicazioni di altissima qualità e senza interruzioni sono fondamentali per i prodotti più sofisticati molto richiesti per le applicazioni GNSS. A partire dalla prima antenna GPS nel 2004, Taoglas è cresciuta fino a rilasciare ogni anno centinaia di nuove antenne, connettori, cavi assemblati, soluzioni audio ed elettromagnetiche.