Revolutioniert Langwellenpositionierung und -navigation: Die extrem rauscharme, aktive, elektrisch kleine Antenne

PNT-Systeme (Positioning Navigation Timing) sind für die genaue Beschreibung von Zeit und Raum in komplexen Informationen unerlässlich. Dazu gehören Satellitenortungs- und Navigationssysteme sowie Langwellenfunk-Ortungs- und Navigationssysteme. Allerdings ist die Entstörungsfähigkeit von Satellitensystemen begrenzt. Um dieses Problem anzugehen, wurde das extrem rauscharme, aktive elektrisch kleine Antennen-Differenzempfangsgerät für Langwellenpositionierung und Navigationszeitpunkt erfunden. In diesem Artikel wird erläutert, wie das Gerät funktioniert und welche Vorteile es bietet.

Langwellen-Funkortungs- und Navigationssysteme

Langwellen-Funkortungs- und Navigationssysteme messen Zeit, Phase, Amplitude, Frequenz und andere Parameter von Signalen, die von landgestützten Funknavigationsstationen gesendet werden, um die Ausrichtung, Entfernung und andere Parameter sich bewegender Träger relativ zur Navigationsstation zu bestimmen. Das System übernimmt die Positionierung, Navigation und Zeitsteuerung der sich bewegenden Träger. Loran-C ist das derzeit weltweit genutzte Langwellen-Funkortungs- und Navigationszeitdienstsystem.

Das extrem rauscharme aktive elektrisch kleine Antennen-Differenzempfangsgerät

Ein im Jahr 2023 eingereichtes inländisches Erfindungspatent führte ein Extrem rauscharme, aktive, elektrisch kleine Antenne Differentialempfangsgerät für Langwellenpositionierung und Navigationszeit. Das Gerät besteht aus vier Komponenten: einer elektrischen Kleinantenne, einer mit der elektrischen Kleinantenne verbundenen Vorverstärkerschaltung, einer mit der Vorverstärkerschaltung verbundenen Abstimmschaltung und einer mit der Abstimmschaltung verbundenen Differenzverstärkerschaltung.

Entwurfsschritte

Die Entwurfsschritte zum Erstellen des Geräts sind wie folgt:

• Entwerfen Sie eine kleine elektrische Antenne geeigneter Größe basierend auf den elektromagnetischen Feldeigenschaften im VLF-Langwellenband.
• Verwenden Sie eine zweistufige Reihenvorverstärkerschaltung bestehend aus JFET und NPN-Triode mit extrem niedrigem Rauschmaß.
• Entwerfen Sie Abstimmschaltungen basierend auf der Betriebsfrequenz.
• Entwerfen Sie Differenzverstärkungsschaltungen, um die Entstörungsfähigkeit der Fernübertragung zu verbessern.

Gerätevorteile

Im Vergleich zu herkömmlichen Empfangsgeräten mit elektrischer Antenne verwendet dieses Gerät eine kleine elektrische Antenne, um das Langwellen-Positionierungsnavigations-Zeitdienstsignal zu empfangen. Es ermöglicht eine Miniaturisierung, hat einen einfachen Aufbau, ist zuverlässig in der Leistung und kann bequem in Massenproduktion hergestellt werden. Durch die Abstimmfunktion der Verstärkerschaltung eignet sie sich zum Empfang und zur Verstärkung von Langwellensignalen unterschiedlicher Frequenz. Der extrem rauscharme JFET in der Vorverstärkerschaltung reduziert effektiv das Systemrauschen und optimiert die Rauschleistung. Die Abstimmschaltung erreicht eine resonante Filterung der Nutzsignale und verbessert so das Signal-Rausch-Verhältnis des Systems weiter. Differenzverstärkungsschaltungen wandeln Single-Ended-Signale in Differenzsignale für die Übertragung über große Entfernungen um und unterdrücken wirksam externe elektromagnetische Gleichtaktstörungen.

Zusammenfassung

Das extrem rauscharme, aktive, elektrisch kleine Antennen-Differenzempfangsgerät für Langwellenpositionierung und Navigations-Timing bietet mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Geräten. Seine hervorragende Entstörungsfähigkeit und Miniaturisierung machen es zu einem idealen Zubehör für Langwellenempfänger. Mit seiner zuverlässigen Leistung und der einfachen Massenproduktion könnte es die Art und Weise, wie wir navigieren und uns positionieren, revolutionieren.