एंटेना की नवीन सामग्रियों और डिज़ाइन ने मल्टी बैंड जीएनएसएस की समस्या को हल कर दिया है

1970 के दशक के अंत में अमेरिकी रक्षा विभाग (डीओडी) के नेतृत्व में इसके विकास के बाद से और 1980 के दशक तक विस्तारित,ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम (जीपीएस) की भूमिका और अनुप्रयोग तेजी से बढ़े हैंयह प्रणाली शुरू में केवल नेविगेशन और मिसाइल मार्गदर्शन के लिए उपयोग की जाती थी, लेकिन अब इसे परिसंपत्ति ट्रैकिंग और निगरानी, कारों में स्वायत्त ड्राइविंग, कृषि, पहनने योग्य उपकरणों,और कई अन्य अंत उपयोग है कि इसके संस्थापकों कभी कल्पना नहीं की थी.

संयुक्त राज्य अमेरिका में जीपीएस की सफल तैनाती के बाद, अन्य देशों और क्षेत्रों ने भी इसी तरह की जीपीएस प्रणाली विकसित और लॉन्च की है।सामूहिक रूप से ग्लोबल नेविगेशन सैटेलाइट सिस्टम (GNSS) के रूप में जाना जाता हैजीएनएसएस में रूस का ग्लॉनस, यूरोपीय संघ का गैलीलियो और चीन का बीडू, साथ ही दो क्षेत्रीय जीएनएसएस प्रणाली शामिल हैंः जापान का क्यूजेडएसएस और भारत का आईआरएनएसएस/नेविक।

यद्यपि आरंभिक जीपीएस रिसीवर प्रणाली भारी थी और कार के ट्रंक में फिट होना लगभग असंभव था, आधुनिक प्रौद्योगिकी ने जीएनएसएस कोर इंजन को एक एकीकृत सर्किट (आईसी) में सरल बना दिया है।जीएनएसएस के प्रकार के बावजूद, इन सभी प्रणालियों के लिए जीएनएसएस उपग्रह सरणी से अति कमजोर आरएफ संकेत प्राप्त करने के लिए एक अनुकूलित एंटीना की आवश्यकता होती है।एंटीना के आकार को भी इसी तरह कम किया जाना चाहिए.

हालाँकि, यह उन रिसीवरों के लिए एक चुनौती है जिन्हें कई जीएनएसएस प्रणालियों या आवृत्ति बैंडों को संभालना पड़ता है।रिसीवर को एक एंटीना की आवश्यकता होती है जो विभिन्न प्रणालियों के निचले और उच्च आरएफ बैंड को संभाल सके (चित्र 1).

चित्र 1: वर्तमान में, जीएनएसएस आवृत्ति आवंटन और विभिन्न उपयोग में प्रणालियों द्वारा नियोजित आवृत्ति बैंड में ओवरलैपिंग सह-अस्तित्व और क्रॉस-अलगाव दोनों हैं।

जीएनएसएस आवृत्ति बैंड और आवृत्तियों का आवंटन इस प्रकार है:

1559 से 1610 मेगाहर्ट्ज़ (MHz), जिसे L1, E1, B1 आवृत्ति बैंड के रूप में जाना जाता है
1215 से 1300 मेगाहर्ट्ज, जिसे L2, E6, B3, L6 आवृत्ति बैंड कहा जाता है
1164 से 1215 मेगाहर्ट्ज, जिसे L5, E5, B2, L3 आवृत्ति बैंड के रूप में जाना जाता है
कृपया ध्यान दें कि एल-बैंड 1525 से 1559 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति सीमा को संदर्भित करता है, जिसके भीतर विभिन्न उपग्रह कैलिब्रेशन संकेत प्रसारित करते हैं।

ब्रॉडबैंड या मल्टीबैंड एंटेना की मांग 20वीं सदी की शुरुआत में वायरलेस संचार के शुरुआती दौर में हुई थी, और उस समय दो सामान्य तरीके थे।एक विधि भौतिक "नोच फ़िल्टर" या लोड किए गए कॉइल का उपयोग करके दो अलग-अलग केंद्र आवृत्तियों पर एक एकल संकीर्ण बैंड एंटीना को प्रतिध्वनित करने के लिए हैएक अन्य दृष्टिकोण ब्रॉडबैंड प्रदर्शन के लिए डिज़ाइन किए गए एक एकल एंटेना का उपयोग करना है।

इन दोनों समाधानों को आज के कॉम्पैक्ट सिस्टम डिजाइन में जीएनएसएस एंटेना के लिए आदर्श नहीं हैं। नॉच फिल्टर विधि के लिए अपेक्षाकृत बड़े असतत इंडक्टर्स और कैपेसिटर की आवश्यकता होती है,जबकि ब्रॉडबैंड एंटेना लाभ और दक्षता जैसे प्रदर्शन महत्वपूर्ण गुणों से समझौता कर सकते हैं.

बेहतर एंटीना विधियाँ
अब एक बेहतर समाधान Taoglas लिमिटेड के आरंभ श्रृंखला एंटेना के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, HP5354। ए (चित्र 2) एक बहु बैंड है,1160 से 1610 मेगाहर्ट्ज तक निष्क्रिय जीएनएसएस पैच एंटेना जो पोजिशनिंग सटीकता में सुधार के लिए डिज़ाइन की गई हैइस अभिनव सिरेमिक आधारित कम्पोजिट पैच एंटेना ने बीडौ (बी1/बी2ए), जीपीएस/क्यूजेडएसएस (एल1/एल5), ग्लोनास (जी1) और गैलीलियो (ई1/ई5ए) आवृत्ति बैंड के लिए अनुकूलित लाभ प्राप्त किए हैं।

चित्र 2: एचपी5354। ए एक कॉम्पैक्ट फ्लैट एंटीना है जो दोहरे बैंड (एल 1 और एल 5) जीएनएसएस प्रदर्शन के लिए अनुकूलित है। (छवि स्रोतः ताओगलास लिमिटेड)

HP5354 का आकार 35 × 35 मिलीमीटर (मिमी) है और ऊंचाई 4 मिमी है, जो कॉम्पैक्ट और सपाट डिजाइनों के लिए बहुत उपयुक्त है।11 पिन पैकेज में तीन पिन रिसीविंग सिग्नल इंटरफेस के रूप में उपयोग किए जाते हैं (दो L1 आवृत्ति बैंड के लिए और एक L5 आवृत्ति बैंड के लिए), और शेष पिन का उपयोग ग्राउंडिंग के लिए किया जाता है।

ट्यूनिंग और सत्यापन के बाद, एचपी5354। 70 × 70 मिमी ग्राउंडिंग प्लेन से लैस एक मल्टी फीड एंटीना में उत्कृष्ट विकिरण विशेषताएं हैं।यह एंटीना नई पीढ़ी के एल1/एल5 जीएनएसएस प्रणाली द्वारा आवश्यक आवृत्ति बैंड को कवर कर सकती है और इन दो आवृत्ति बैंड में प्रमुख आवृत्ति संबंधी मापदंडों की पूरी तरह से विशेषता दे सकती है।, जिसमें रिटर्न लॉस, वोल्टेज स्टैंडिंग वेव रेश्यो (वीएसडब्ल्यूआर), विकिरण दक्षता, औसत लाभ, पीक लाभ, अक्ष अनुपात, चरण केंद्र ऑफसेट, चरण केंद्र बहाव और समूह देरी शामिल है।

Taoglas HP5354 का उपयोग कर। एक एंटीना
हालांकि एचपी5354 एक एंटीना को उपयोगकर्ता द्वारा प्रदान किए गए फ्रंट-एंड मॉड्यूल के साथ जोड़ा जा सकता है, ताओगलास का उपयोग TFM.100A जीएनएसएस आरएफ मॉड्यूल अंतर्निहित सिग्नल श्रृंखला की विकास प्रक्रिया को सरल बनाता है।यह उच्च प्रदर्शन मॉड्यूल L1/L5 दोहरी आवृत्ति बैंड को कवर करता है और विशेष रूप से मल्टी फीड पैच एंटीना सिस्टम के लिए डिज़ाइन किया गया है.

TFM.100A में एक दो-चरण कम शोर एम्पलीफायर (LNA) है जो सभी आवृत्ति बैंड में 25 डेसिबल (dB) से अधिक का लाभ प्रदान कर सकता है, जबकि शोर का आंकड़ा 3 dB से कम है। The module uses surface acoustic wave (SAW)/LNA/SAW/LNA topology in both low and high frequency signal paths to prevent unnecessary out of band (OOB) interference from over driving GNSS LNAs or receivers.

TFM.100A में SAW फ़िल्टर को सावधानीपूर्वक चुना गया है और 3 डीबी के कम शोर के आंकड़े को बनाए रखते हुए उत्कृष्ट ओओबी दमन करने के लिए रखा गया है।यह आसानी से एकीकृत सतह माउंट डिवाइस माप 20 × 18 मिमी है और 1 से लेकर एक एकल बिजली की आपूर्ति द्वारा संचालित है.8 से 5.5 वीडीसी.

Taoglas एक मिलान AHPD5354A मूल्यांकन बोर्ड (चित्र 3) भी प्रदान करता है, जो HP5354 के एकीकरण को और सरल बनाता है। A पूरी प्रणाली के साथ। मूल्यांकन बोर्ड TFM को अपनाता है।100A आरएफ पूर्ववर्धक और Taoglas HC125A, जो बहु फ़ीड बहु आवृत्ति जीएनएसएस अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया एक फ्लैट उच्च प्रदर्शन 3 डीबी हाइब्रिड युग्मक है। एचपी5354 ए, टीएफएम.100 ए, और एचसी125 ए एक एकीकृत सिग्नल श्रृंखला के रूप में एक साथ काम करते हैं।