Connaissez-vous les faits sur l'antenne GPS ?

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Une antenne GPS est un appareil qui reçoit les signaux radio des satellites GPS à différentes fréquences. L'antenne étend les signaux et les convertit en signaux électroniques afin qu'ils puissent être interprétés par un récepteur GPS. Le récepteur GPS utilise ensuite ces signaux pour donner une estimation précise de l'emplacement du récepteur.

En termes simples, une antenne GPS vous aide à établir une connectivité avec le système de positionnement global (GPS). C'est un système qui appartenait initialement au département américain de la Défense. Pendant des années, l'utilisation du GPS était limitée pour les militaires, mais à partir de 1983, les civils l'utilisent également.

Si vous avez récemment acquis une antenne GPS et que vous ne savez pas comment l'utiliser, cet article devrait répondre à toutes vos questions.

L'antenne GPS

Quelques termes de base 

Voici quelques-uns des termes de base que vous devez connaître avant de plonger dans l'utilisation de votre antenne GPS.

Répartiteur d'antenne GPS

Un répartiteur GPS est un appareil qui vous permet de connecter une antenne à deux récepteurs simultanément.

Entrée d'antenne GPS

L'entrée de l'antenne GPS est utilisée pour la radio satellite et le GPS.

Câble d'antenne GPS

Les câbles d'antenne GPS, principalement des câbles coaxiaux, sont des fils utilisés pour transmettre des signaux GPS d'une antenne GPS à un récepteur GPS.

Certains câbles peuvent être utilisés pour connecter un appareil GPS avec une antenne GPS externe ou même une antenne GPS interne installée dans un appareil séparé. À une extrémité de ces câbles, il y a un connecteur de radiofréquence qui se connecte à l'antenne. 

Les câbles GPS (câbles coaxiaux) sont généralement courts et souvent à double blindage pour réduire au minimum la perte de signal. Plus la perte ou la variance de votre signal est faible, plus vos lectures GPS seront précises.

Fréquence de l'antenne GPS

La fréquence de l'antenne est le nombre de cycles d'onde par seconde. Les signaux GPS sont diffusés à des fréquences inférieures à 2 GHz en utilisant la bande L du spectre des fréquences radio. 

Chaque satellite GPS utilise deux types de fréquences pour transmettre des données, L1 (1575.42 Mhz) et L2 (1227.60 MHz). 

L'antenne GPS

Support d'antenne GPS

Un support d'antenne GPS est le support utilisé pour fixer une antenne GPS.

En règle générale, vous pouvez installer une antenne GPS de deux manières ; montage mural ou montage sur poteau. Dans les deux cas, gardez à l'esprit de faire face aux antennes montées vers le ciel pour de meilleurs résultats.

Types d'antenne GPS

Types d'antennes GPS

Il existe deux principaux types d'antennes GPS : patch et hélice quadrifilaire (ou quad helix en abrégé). Les antennes à quatre hélices offrent une meilleure isolation, tandis que les antennes patch offrent plus de gain. La plupart des récepteurs GPS sont également équipés d'antennes intégrées.

Les antennes GPS sont-elles directionnelles ?

Non, les antennes GPS sont généralement omnidirectionnelles. Cela signifie qu'ils peuvent recevoir et transmettre des signaux de et vers différentes directions de manière égale.

Antenne GPS vs récepteur

Un récepteur GPS est un appareil qui localise plusieurs satellites, calcule leurs distances les uns par rapport aux autres, puis calcule sa propre distance par rapport à ces satellites. Ce processus de triangulation est ce qui rend les récepteurs GPS si précis. L'antenne GPS est chargée de convertir et d'amplifier les signaux générés par le récepteur, ainsi que d'interpréter les signaux du réseau satellite.

La plupart des récepteurs GPS incluent une petite antenne omnidirectionnelle.

Antenne GPS active vs passive

Les antennes GPS peuvent être actives ou passives. Une antenne active possède un étage d'amplification, ce qui lui confère une plus grande précision et fiabilité sur une plage de réception plus large. Les antennes GPS actives sont plus complexes que les antennes passives et sont plus difficiles à installer.

En revanche, les antennes GPS passives n'ont pas d'étage d'amplification. Cependant, leur précision reste adéquate pour la plupart des applications grand public.

Fonctionnement d'une antenne GPS

Comment fonctionne une antenne GPS ?

Notre terre est entourée de nombreux satellites qui vous transmettent des signaux radio. 

  • L'antenne GPS envoie un signal aux satellites que les satellites renvoient ensuite. 
  • Les signaux sont ensuite traités par le récepteur qui va calculer l'heure d'arrivée (TOA ; 
    • à quelle heure le signal initial est revenu du réseau satellite au récepteur) et l'heure de vol (TOF ; 
    • combien de temps il a fallu pour que le signal revienne). 
  • En utilisant ces données collectées à partir de plusieurs satellites, le récepteur calcule ensuite sa distance par rapport à chacun des satellites qu'il a contactés, triangulant sa propre position actuelle.

Plusieurs cycles de ce processus se produisent simultanément, et ainsi le récepteur peut également extrapoler sa propre vitesse et sa propre direction de déplacement.

Parfois, les signaux se déplaçant entre le récepteur et le réseau satellite sont retardés par des interférences dans la haute atmosphère. Dans ces cas, le récepteur compense le retard lors de ses calculs.

L'antenne GPS

Comment fonctionne une antenne directionnelle ?

Une antenne directionnelle reçoit efficacement les signaux d'une seule direction. Les antennes directionnelles sont plus économes en énergie, car elles n'envoient et ne reçoivent pas d'informations de toutes les directions, mais se limitent à un seul point. 

Dans cette direction, elles peuvent capter un signal plus faible ou plus éloigné qu'une antenne omnidirectionnelle utilisant la même puissance.

Comment utiliser une antenne GPS ?

Généralement, les antennes GPS internes fonctionnent correctement sur la plupart des appareils de navigation. Cependant, vous voudrez peut-être compléter votre récepteur avec une antenne supplémentaire s'il est plus ancien ou sous-alimenté.

Les antennes externes sont souvent utilisées lorsque le chemin entre le ciel et votre appareil GPS n'est pas clair ou restreint. De plus, les antennes externes peuvent aider à augmenter la vitesse et la précision des anciens récepteurs GPS.

Une antenne GPS peut-elle mal tourner ?

Une antenne GPS peut mal fonctionner si un ou plusieurs de ses composants tombent en panne. Si votre antenne GPS cesse de fonctionner, elle devra être remplacée. Si l'antenne interne d'un récepteur GPS cesse de fonctionner, vous pouvez la remplacer par une antenne externe plutôt que d'avoir à remplacer tout le récepteur.

Un point de défaillance commun dans une antenne GPS est le balun. Le rôle du balun est de convertir les signaux symétriques en signaux asymétriques. Ils sont généralement très durables, mais sont vulnérables aux températures extrêmes. Dans certains cas, un balun peut rouiller. Les fils à l'intérieur d'une antenne sont également vulnérables aux dommages, et même des dommages externes au boîtier de l'antenne peuvent la rendre moins efficace avec le temps.

Tester une antenne GPS

Comment tester une antenne GPS ?

Vous pouvez tester les performances d'une antenne GPS avec un analyseur de spectre. 

Un analyseur de spectre est un appareil qui évalue les signaux réfléchis par votre antenne. Gardez à l'esprit que pour tester les performances d'une antenne GPS, vous devez la connecter à un récepteur.

En dehors de cela, vous devez également faire attention à deux choses : 

  • Dégradation du signal. Chaque fois qu'un récepteur GPS tire des signaux d'un satellite via une antenne, il subit une dégradation du signal. Les raisons peuvent varier, allant de l'obstruction causée par des arbres ou de hauts bâtiments à toute sorte de brouillage, d'absorption ou de retard dans l'atmosphère. Une légère dégradation du signal est normale, mais trop peut interférer avec le fonctionnement normal de votre système GPS.
  • Amplificateur à faible bruit. Les antennes GPS ont deux parties essentielles : un ensemble d'antenne et un amplificateur à faible bruit. Ce dernier est une puce semi-conductrice et susceptible de surcharge. C'est parce qu'il est fait d'arséniure de gallium, qui est très sensible à la tension. Ainsi, lors du test de votre antenne GPS, assurez-vous de fonctionner à des tensions faibles à modérées pour éviter d'endommager votre amplificateur.

Comment vérifier votre antenne GPS avec un multimètre ?

Un multimètre est un instrument qui mesure le courant électrique, la tension et la résistance des appareils électroniques sur une variété de plages. Si vous souhaitez vérifier la résistance de votre antenne GPS, vous devez régler l'unité de mesure de votre multimètre sur ohms, indiqué par le symbole "Ω". 

Ensuite, suivez ces étapes pour obtenir les résultats les plus précis lors du test de la résistance de votre antenne GPS.

  • Détachez votre câble d'antenne du récepteur.
  • Ensuite, prenez un cordon du multimètre et touchez son extrémité à la partie métallique de l'antenne. Maintenant, prenez le deuxième cordon du multimètre et touchez son extrémité à l'extrémité du câble d'antenne.
  • Assurez-vous que la lecture sur le multimètre est zéro. Si ce n'est pas le cas, vous utilisez peut-être un câble ou une antenne endommagés. Cela pourrait empêcher les signaux GPS d'atteindre correctement le récepteur.
  • Maintenant, touchez une extrémité du cordon du multimètre au noyau métallique du connecteur du câble d'antenne et l'autre à un objet mis à la terre.
  • Encore une fois, la lecture doit être nulle, sinon votre antenne peut être défectueuse.

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