Les interférences RF menacent la clarté du signal GNSS
Les principales sources d'interférence sont les réseaux mobiles LTE et 5G, ainsi que les fréquences de liaison montante d'Iridium, de Globalstar et, dans une certaine mesure, d'Inmarsat (1626,5 MHz à 1660,5 MHz).
L'amplitude des interférences potentielles reçues est fonction de la fréquence et de la distance entre un émetteur potentiel et l'antenne GNSS. Par exemple, en Amérique du Nord, un réseau 5G est prévu dans un segment inférieur de la liaison descendante Inmarsat (1525 MHz à 1536 MHz), et il est tout à fait concevable qu'une antenne GNSS soit physiquement proche d'un téléphone intelligent ou d'un casque d'écoute en fonctionnement. Ce nouveau réseau 5G menace particulièrement la diffusion de services de correction en bande L (1539 MHz à 1559 MHz).
Sources d'interférence RF du GNSS
Le plus souvent, les interférences dans la bande résultent d'une distorsion des signaux de grande amplitude due à la non-linéarité de l'amplificateur à faible bruit (LNA) de l'antenne ou, occasionnellement, d'un dispositif de brouillage utilisé pour désactiver le suivi. Dans les deux cas, une fois qu'il est présent, aucun filtre, qu'il soit numérique ou analogique, ne peut l'éliminer; la prévention est le seul remède.
Les signaux hors bande puissants peuvent générer des interférences dans la bande en saturant le LNA de l'antenne ou par multiplication croisée avec d'autres signaux puissants. Par exemple, un signal fort unique à 800 MHz peut provoquer un « peigne » d'harmoniques, chacune décalée par la fréquence porteuse du signal, y compris un signal harmonique à 1600 MHz, qui tombe près du centre de la bande GLONASS-G1.
Les antennes Calian XF continueront à fournir une réception GNSS pure dans les bandes GNSS basses et hautes (1165 MHz à 1300 MHz ; 1540 MHz à 1610 MHz) en présence de signaux d'interférence qui sont jusqu'à 90 dB plus forts que les signaux GNSS désirés de -120 dBm, décalés seulement de quelques dizaines de MHz du bord de la bande.
Atténuer les interférences des fréquences radio
Solutions aux interférences dans la bande
La prévention des interférences à l'intérieur de la bande dans les antennes implique de traiter la non-linéarité causée par des signaux hors bande élevés. L'obtention d'une plus grande linéarité dans les amplificateurs à faible bruit (LNA) entraîne souvent une augmentation des courants de polarisation et des tensions d'alimentation. Toutefois, une approche plus efficace consiste à utiliser des filtres RF pour atténuer ces signaux de grande amplitude, afin de garantir que les LNA fonctionnent de la manière la plus linéaire possible.
Défis liés à la conception de filtres RF
La conception de filtres RF passe-bande idéaux est une tâche complexe. Ces filtres visent à être complètement linéaires, avec une perte d'insertion de 0 dB, des bords de bande clairement définis et des jupes abruptes pour un rejet profond près des bords de la bande passante. Cependant, dans les applications pratiques, les filtres ont souvent des pertes d'insertion allant de 0,8 dB à 3,0 dB, avec des angles moins marqués sur les bords de la bande et une décroissance finie, ce qui présente des défis uniques dans la conception des filtres.
Évolution du LNA pour les interférences
La conception des amplificateurs à faible bruit (LNA) d'antenne a toujours inclus un ou plusieurs filtres RF en bande passante, généralement après le premier ou le deuxième étage d'amplification. Cette configuration était optimale pour maximiser le rapport signal/bruit sans contribuer au facteur de bruit. Cependant, avec l'émergence de signaux hors bande de grande amplitude, cette conception est désormais susceptible de saturer le récepteur frontal ce qui nécessite de nouvelles stratégies pour maintenir les performances de l'antenne.
Les produits Calian XF ont des amplificateurs frontaux à haute linéarité avec des préfiltres supplémentaires pour chaque bande de fréquence, directement au niveau de l'alimentation de l'élément d'antenne, intégrés au diplexeur pour les antennes bi/tri-bandes et avec des filtres en ligne supplémentaires.
Cela présente l'avantage de protéger le premier étage d'amplification et les suivants, mais au prix d'un facteur de bruit un peu plus élevé en raison de la perte d'insertion du préfiltre. Il n'y a pas de repas gratuit! Les antennes à bande unique comportent également un préfiltre, mais le diplexeur n'est pas nécessaire.
Compromis dans l'amplification du GNSS: préfiltres et considérations sur l'antenne
La nécessité d'utiliser différents filtres pour couvrir les différentes bandes GNSS entraîne des retards de groupe inégaux entre les bandes, introduisant un effet connu dans la communauté des antennes de référence sous le nom de biais de code différentiel (DCB).
La nécessité d'utiliser différents filtres pour couvrir les différentes bandes GNSS entraîne des retards de groupe inégaux entre les bandes, introduisant un effet connu dans la communauté des antennes de référence sous le nom de biais de code différentiel (DCB).
Calian utilise des filtres SAW dans les lignes d'antennes Accutenna® et Helical et une combinaison de filtres RF diélectriques et SAW dans nos antennes haut de gamme (VeroStar™, VeraPhase® et VeraChoke®). Des filtres diélectriques multiples sont également utilisés pour les membres à triple bande à très haut rejet de la gamme Accutenna (TW3972XF, TW3967XF, etc.).
Ligne de filtration étendue (XF) de Calian
Le filtrage XF permet aux antennes de produire une réception GNSS propre et pure. La technologie du filtre XF profond est actuellement disponible dans la famille TW3000 et le sera bientôt dans toutes les gammes de produits Calian.
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