Как да ограничим влиянието на радиочестотните смущения върху работата на GNSS устройствата - 03.01.2023

Широкото разпространиние на GNSS приложенията, при които данни за позициониране се прехвърлят директно в облака, предполага, че GNSS приемниците и клетъчните предаватели се намират близо едни до други в устройствата.

Тази близост увеличава риска от радиочестотни (RF) смущения, които водят до няколко негативни последствия, като най-сериозното от тях е пълната загуба на сигнал. При някои приложения това може да доведе до съществени загуби на приходи, когато таксуването се извършва на базата на модел от тип плащаш-докато-се движиш (pay-as-you-go). Проектантите трябва да минимизират RF смущенията в своите устройства, за да подобрят максимално функционирането им и да гарантират постоянна експлоатационна достъпност.

Последици от RF смущенията

Смущенията деградират качеството на сигнала и поради това GNSS приемниците губят повече време, за да установят позицията си при стартиране. Забавянето има няколко странични ефекта. Приемниците се нуждаят от значително повече енергия по време на прихващане на сигнала, отколкото когато само проследяват позицията. Колкото повече време отнема този процес, толкова по-големи са енергопотреблението и влиянието върху живота на батерията. При тези условия проследяващите устройства, които не могат да се включат към външен енергоизточник, рискуват да останат без батерия, докато се използват.

Модерните GNSS приемници следят много сателити от няколко съзвездия, което прави пълната загуба на позициониране малко вероятна. Все пак, временната загуба на някои от проследяваните сигнали може да доведе до намаляване на точността на позициониране. Енергопотреблението расте, докато устройството се опитва да прихване отново сигналите и ниската точност на позициониране може да навреди на приложението.

Как се овладяват извънлентовите RF смущения

Извънлентови смущения настъпват, когато сигналите извън обсега на GNSS честотите преминават в GNSS спектъра. В резултат входният сигнал може да надвиши максимално допустимото ниво на нискошумящия усилвател (LNA) на GNSS. Чрез използване на лентов филтър като например SAW, се изрязва честотния диапазон извън GNSS спектъра и така проблемът се решава.

Как се преодоляват вътрешнолентовите RF смущения
Справянето с ефекта от вътрешнолентови радиочестотни смущения е по-трудно, отколкото с извънлентовите. Всяко действие, предприето, за да се редуцира сигналът, който причинява смущението, ще окаже влияние и върху търсения сигнал. Поради тази причина е важно да се установи източникът на смущението с цел да се постигне оптималното решение в процеса на проектиране.

1. Редувайте чрез софтуер приемането (GNSS) и предаването (Cellular);
2. Увеличете разделянето между клетъчната и GNSS антените;
3. Използвайте теснолентови антени;
4. Избягвайте насищане на LNA;
5. Използвайте софтуерно базирано филтриране, за да отстраните нежелани вътрешнолентови сигнали на базата на предварителна информация;
6. Използвайте спектрален анализатор, за да идентифицирате източниците на RF смущения.

RF смущенията са реален факт при GNSS приложенията заради разпространението на облачни услуги, което изисква коригиране в реално време на GNSS позиционирането с помощта на безжични предаватели. Тези смущения деградират качеството на GNSS сигналите, влияейки на точността на показанията и енергопотреблението на устройствата. Често използвани методи за редуциране на влиянието на RF смущенията са съобразяване на дизайна на печатната платка и използването на SAW филтри.

Ключови думи: u-blox   GNSS   LNA   SAW   проследяване на сигнал   радиочестотни смущения   RF смущения  

Област: Електроника