Comprendere il guadagno dell'antenna GNSS e il suo effetto sulla potenza del segnale

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Le Antenna GNSS è tra i componenti principali dei sistemi di posizionamento GPS, responsabile della cattura dei segnali satellitari e della loro elaborazione per emettere informazioni sulla posizione.

Consente la trasmissione del segnale che influisce sulla qualità dell'intensità del segnale ricevuto da un ricevitore GNSS come elemento essenziale in qualsiasi configurazione del sistema GNSS.

In questo articolo, approfondiremo la comprensione del guadagno dell'antenna GNSS e del suo effetto sulla potenza del segnale.

Comprensione del guadagno dell'antenna GNSS

Uno dei fattori critici che influenzano le prestazioni di un ricevitore GNSS (Global Navigation Satellite System) è il guadagno dell'antenna.

In parole semplici, il guadagno dell'antenna si riferisce a quanto bene o efficientemente le antenne convertono l'energia a radiofrequenza (RF) in onde elettromagnetiche o viceversa.

Ecco alcune cose che dovresti capire sul guadagno dell'antenna GNSS.

  • Misurazione del guadagno dell'antenna: dBic vs dBi

Quando si discute dei guadagni dell'antenna GNSS, vengono utilizzati due tipi comuni di misurazioni, che sono le misurazioni di riferimento isotropiche e biconiche (dBic) e la metrica del volume di riferimento per i riferimenti isotropi noti come dBi.

La misurazione in dBic si riferisce alla quantità di energia irradiata da un dispositivo che emette isotropicamente mentre riceve un segnale trasmesso esternamente ad ogni angolo uniformemente distribuito sulla superficie di una sfera.

Questa misura fornisce un punto di riferimento fondamentale per confrontare il guadagno delle antenne senza considerare le caratteristiche direzionali.

 Al contrario, la misurazione in dBi confronta il diagramma di radiazione di un'antenna con quello di un radiatore isotropico teorico che emette energia in modo uniforme in tutte le direzioni.

Pertanto, le caratteristiche di direttività dell'antenna come l'ampiezza del fascio sono incorporate in questo metodo quando si calcola la sua efficacia nel convertire la potenza RF in onde elettromagnetiche o viceversa.

Antenna GNSS

  • Antenne omnidirezionali vs antenne direzionali

Quando si considerano i guadagni delle antenne GNSS, è anche importante riconoscere le loro proprietà direzionali. Alcuni Antenne GNSS hanno capacità omnidirezionali pensate per raccogliere segnali da varie costellazioni di satelliti o per tracciare satelliti stabili in ambienti diversi con interruzioni minime.

Le antenne omnidirezionali irradiano i segnali in modo uniforme in tutte le direzioni e possono ricevere segnali da qualsiasi direzione mentre filtrano in base ad algoritmi che considerano i limiti di rumore GPS e NPD ambientale.

Al contrario, le antenne direzionali rilevano solo specifiche direzioni del segnale ricevuto. Posizionando il ricevitore utilizzando le informazioni sulla posizione (azimut/elevazione), un operatore può garantire che l'antenna riceva segnali esclusivamente da una particolare direzione, portando a una migliore precisione all'interno della quale possono raccogliere dati GNSS.

L'ampiezza del fascio e il guadagno di tali antenne sono fattori essenziali che determinano gli estremi dell'accuratezza dei dati ottenibili attraverso la facilitazione di questi dispositivi.

In che modo il guadagno dell'antenna influisce sulla potenza del segnale

Le antenne con maggiori guadagni portano a una migliore ricezione del segnale per i dispositivi GPS poiché un aumento delle misurazioni dBi significa un migliore trasferimento della potenza RF tra trasmettitori e ricevitori.

Di conseguenza, ciò migliora la precisione del posizionamento riducendo al contempo la latenza dei tempi di acquisizione del satellite durante le operazioni complesse del sito o gli scenari in cui i fattori ambientali ostacolano la ricezione del segnale.

Al contrario, le antenne con guadagni inferiori hanno capacità compromesse nel captare con successo frequenze radio più deboli dai satelliti, influenzando così notevolmente i livelli di prestazioni, specialmente su lunghe distanze o attraverso ambienti densi come alberi o edifici che riflettono i segnali GPS su percorsi multipli che portano a interferenze multipercorso.

Queste situazioni sono spesso troppo impegnative per i sistemi GPS dotati di antenne a basso guadagno poiché le antenne captano un segnale debole/distorto che rende impossibile ottenere informazioni di navigazione accurate.

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