GPS-антенна – это один из важнейших элементов беспроводной инфраструктуры. От верного выбора и правильной эксплуатации упомянутых устройств зависит работоспособность всей системы, поскольку они определяют максимальную дальность работы приборов, пропускную способность каналов связи и т.д.
Неверно смонтированная GPS-антенна при благоприятных погодных условиях способна обеспечивать довольно сносную связь, но во время дождя или снегопада будет давать сбои либо же вообще перестанет работать. Несмотря на кажущуюся простоту, проектирование антенн иногда требует больше сил и средств, чем создание сложных электронных устройств.
Классификация GPS-антенн довольно короткая. Они бывают:
- активными и пассивными;
- внешними и монтируемыми на плату устройства (по типу монтажа).
На сегодняшний день предлагается огромный выбор антенн, но не стоит забывать, что каким бы надежным и мощным ни было устройство, если с ним используется некачественная GPS-антенна, то технические характеристики данной системы будут далеки от заявленных. Работа такого прибора не принесет пользователю ожидаемого результата.
Активная GPS-антенна представляет собой стандартную пассивную модель со встроенным усилителем. Такие устройства используют в GPS-приемниках, в которых отсутствуют внутренние аппараты, в таком случае на корпус прибора выводится разъем для внешней антенны. Активные устройства превосходят пассивные экземпляры в чувствительности, они повышают соотношение уровня сигнала к уровню шума, снижают влияние каких бы то ни было помех. Сигнал от пассивных антенн сильно подвержен воздействию электромагнитного излучения, и как следствие, доходит до приемника в искаженном и ослабленном состоянии. Сигнал активных устройств отличается гораздо большей амплитудой, нежели у пассивных. К выбору GPS-антенны следует подходить индивидуально, принимая во внимание тип приемника, ведь некоторые приборы уже могут содержать встроенный антенный усилитель.
Производители GPS-антенн предлагают широкий выбор внешних и внутренних антенн. Они отличаются по напряжению питания (3-5В), имеют кроме усилителей сигнала и полосовые фильтры, которые вырезают посторонние сигналы вне пределов требуемого диапазона частоты. GPS-антенна (автомобильная) работает на частоте 1575,42±3 МГц. С учетом полосового фильтра ширина пропускаемой полосы составляет 10 МГц. Среднее значение коэффициента усиления антенн составляет 4 дБ, рассеиваемая мощность 1 Вт. Такие устройства в состоянии обеспечивать надежную работу в температурном режиме от -40 до +100 градусов по Цельсию при относительной влажности воздуха 100 процентов. Антенны комплектуются различными типами кабелей, с разными видами разъемов, что позволяет использовать их с любыми типами приемных устройств. Длина кабеля может достигать пяти метров, из-за чего заметно упрощается установка GPS-антенны.
Подведя итог, отметим, что современные устройства оптимизированы по различным критериям решений, таким как высокие коэффициенты усилений, низкое энергопотребление, малая цена, малые габаритные размеры.
GPS антенна – это устройство, предназначенное для усиления сигнала приборов, с помощью которых происходит передача координат местности, где в текущий момент находится пользователь. Современные GPS-приёмники с дополнительным оборудованием, способны определить местоположение с точностью до 3 метров. В России есть альтернативная разработка, названная ГЛОНАСС.
Антенны делятся на две группы по типу исполнения:
- Активные и пассивные.
- Встроенные или внешние.
Активные варианты используют в том случае, если устройство лишено встроенного аппарата приёма сигнала и нуждается во вспомогательном оборудовании. Подключается оно через разъем, расположенный на корпусе устройства. Минусом такого аппарата, является его повышенная чувствительность к окружающей среде, на него могут влиять дождь, снег, туман.
Пассивные антенны зачастую бывают встроенными, но их работа сильно зависит от напряженности окружающих электромагнитных полей. При их высокой напряженности можно заметить, как плохо ловит GPS.
Благодаря развитию современных технологий, производителям удалось создать универсальные устройства, которые подходят для большинства аппаратов навигации.
При их выборе особое внимание следует уделить:
- Коэффициенту усиления сигнала.
- Длине кабеля (чем он длиннее, тем легче его разместить в нужной точке).
- Потребляемой мощности.
- Габаритам.
Все эти параметры прямым образом влияют на качестве сигнала. Не стоит также забывать и об устройстве, с которым антенна будет компоноваться. Оно может приобретаться для автомагнитолы, планшета или смартфона, что вносит определенные коррективы.
При работе с любым устройством, выполняющим функции навигатора, необходимо учитывать нюансы, способные отразиться на качестве приёма и передачи сигнала.
Ошибки в использовании аппарата навигации могут привести к нестабильной работе гаджета по назначению даже при самых благоприятных условиях.
Чтобы связь со спутников всегда находилась на высоте, следует обратить внимание на следующие факторы:
- Заметив, что в автомобиле GPS не ловит спутники, учитывайте негативное влияние стёкол с напылением. Чаще всего это происходит, если расположить антенну прямиком на верхней кайме лобового стекла, где расположены фритты, которые защищают уретановый герметик от ультрафиолетовых лучей. Идея разместить средство приёма на заднем стекле к положительному результату тоже не приведет, а только усугубит положение.
- Стандартный GPS приёмник, встроенный в мобильные устройства, далек от звания лучшего решения для навигации, поэтому с ним в любом случае понадобится использовать дополнительное оборудование, иначе есть риск получать неточную информацию о местонахождении.
В первом случае решить проблему можно, изменив расположение антенны. Если она должна смотреть прямо в небо, её следует зафиксировать чуть ниже на лобовом стекле, чтобы та не располагалась непосредственно на месте фриттов. Отличным вариантов, будет закрепить устройство под крышей. Добиться максимального результата, позволяет врезной тип крепления GPS приёмника. Для этого, сверху кузова делают небольшое отверстие, откуда выводят антенну. 
Вторую проблему призван решить усилитель GPS-сигнала. Учитывая потребительский спрос, такие устройства оборудуется современными системами коммуникаций по типу USB и Bluetooth. Это позволяет сэкономить пространство в салоне, тогда отпадает необходимость подводить ещё один кабель к планшету или смартфону. Усилитель имеет встроенную батарею и может заряжаться от стандартного зарядного кабеля от мобильного телефона. Они также имеют совместимость с бортовыми компьютерами через USB.
На рынке представлены сразу несколько ходовых моделей, которые незначительно отличаться характеристиками, в зависимости от производителя. В таком случае наиболее неудачным решением будет GPS-антенна с магнитной основой. Она выдает слабый сигнал GPS и принимает дополнительные помехи для приёма данных со спутника.
Порядком выше находится GPS/ГЛОНАСС. Её диапазон частот позволяет работать как с иностранной, так и отечественной системой передачи координат. Они наиболее востребованы у автомобилистов. Могут выглядеть как внешняя антенна и подключаться через разъём SMA-типа.
Заключение
Для повышения уровня сигнала и точности определения местоположения понадобится антенна GPS ГЛОНАСС, которая подойдёт для подавляющего числа современных устройств. В качестве альтернативы для мобильных гаджетов, можно использовать усилители.
Напомню, кто не знает. Мы делаем беспилотный самолёт полностью с нуля. Свой планер, своя электроника, своя программа.
Исторически GPS приёмник в нашем беспилотном самолёте — самая нестабильная вещь. На данный момент опробовано более десятка разных вариантов GPS модуля. Опишу некоторые из них. Каждый из них предполагает работу на шине RS-485, на этой же шине висит куча других модулей(гироскпы, сервомоторы, датчики тока и напряжения. )
Итак. Первый модуль. Я думал, что большая антенна означает хороший сигнал, и малое время поиска координат. В качестве GPS приёмника выбрал EB-500 за то, что он умеет определять координаты 5 раз в секунду. Вот так выглядел первый модуль:
Неудача. GPS то ли вообще не определил ни одной координаты, то ли определял их полчаса.
Я стал думать. В то время на работе я использовал такие модули, и они худо-бедно работали:
Я подумал, что всё дело в проводах вокруг антенны. Наверное они наводят помехи! И сделал копию модуля A1035(на фото выше) расположив антенну сбоку от GPS приёмника, где нет никаких шумных проводов:
Заодно сделал такой же модуль для антенн sarantel. У меня в наличии была активная, и пассивная антенны:
Снова неудача. Стоит мне подключить внешнюю активную антенну на 3м проводе — координаты ловяться 40 секунд. Со встроенными антеннами — не менее 3 минут. А большое время поимки координат может означать большой шум на антенне, и потерю координат в полёте.
Время шло, и надо было уже летать. В то время наша задача была снять показания датчиков в самолёте при управлении с пульта. Самый лучший приём координат был по-прежнему с внешней активной антенной. Я решил не заморачиваться, и установил на самолёт такую антенну, не смотря на длинный тяжёлый её провод. Модуль стал выглядеть так:
На земле вся эта система работала как часы. Но стоило подняться в воздух как координаты начинали теряться.
Чтобы избежать потери координат во время полёта — решили удвоить количество GPS на борту. Модуль с трёхметровой антенной убрали, и установили на самолёт два модуля на основе A1035:
И снова неудача. Мы тогда ещё не знали, как надо компоновать датчики в самолёте, и установили их куда придётся.
Нормально работающие в иных условиях модули совершенно отказывались работать на самолёте. Нам приходилось сидеть по полчаса на морозе -20, ожидая поимки координат.
Определённо, на самолёте есть какой-то источник помех. Мы выяснили, что это был. компьютер. Судите сами: частоте GPS 1575МГц, частота процессора Atom. 1600 МГц! Вынос GPS модуля за полметра от компа вроде бы решило проблему, но. координаты по-прежнему терялись в полёте. Неудача. Что же делать?
Даже возврат к активной антенне не решал проблему — стоит самолёту выстроить пируэт в воздухе, и координаты начинают плясать и теряться.
По опыту я знаю, что главная деталь в GPS — его антенна. Стал изучать рекомендации по GPS антеннам. Интересные даташиты были у производителя U-Blox. Там написано, что вокруг GPS антенны надо делать земельный полигон. И от размера этого полигона зависит частота работы антенны. Вот, полюбуйтесь:
И ещё несколько интересных графиков. Прочитав всё это, установил внешнюю выносную антенну на такой полигончик:
Заодно решил отказаться от модуля EB-500 в пользу «фирмы» — модуля u-blox. Тот самый производитель с самой подробной документацией.
Вот он, красавец:
Пока рано судить о его качестве, но одна идея меня уже посетила. Использовать батарейку для поддержания SRAM памяти в GPS -это хорошо 🙂 Приёмник очень быстро ловит координаты.
Загрузка...