{"id":13473,"date":"2024-06-20T13:59:42","date_gmt":"2024-06-20T13:59:42","guid":{"rendered":"https:\/\/www.calian.com\/space\/antennes-gnss\/support-dinformation\/gnss-antenna-radio-frequency-characteristics\/"},"modified":"2024-06-20T16:07:08","modified_gmt":"2024-06-20T16:07:08","slug":"gnss-antenna-radio-frequency-characteristics","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.calian.com\/space\/fr\/support-dinformation\/gnss-antenna-radio-frequency-characteristics\/","title":{"rendered":"Caract\u00e9ristiques des fr\u00e9quences radio de l’antenne GNSS"},"content":{"rendered":"\n

Caract\u00e9ristiques des fr\u00e9quences radio de l’antenne GNSS<\/h1>
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Gain de l’\u00e9l\u00e9ment d’antenne<\/strong>Le gain de rayonnement d’un \u00e9l\u00e9ment d’antenne GNSS est un param\u00e8tre important qui contribue directement \u00e0 la qualit\u00e9 des signaux des satellites de navigation mondiaux re\u00e7us par l’antenne. Un syst\u00e8me de bonne qualit\u00e9 fournira des valeurs \u00e9lev\u00e9es de rapport signal\/bruit (C\/N0<\/sub>) qui sont fonction du rapport entre le gain de l’\u00e9l\u00e9ment d’antenne et la temp\u00e9rature de bruit du syst\u00e8me. Un gain d’antenne plus \u00e9lev\u00e9 associ\u00e9 \u00e0 une faible figure de bruit permet d’obtenir des mesures avec un C\/No<\/sub> optimis\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

R\u00e9duction du gain de l’antenne<\/strong>Le gain des rouleaux d’antenne aux bords de la bande de fr\u00e9quence (limit\u00e9 par la largeur de bande de l’antenne) et le diagramme de rayonnement de l’antenne en fonction de l’angle d’\u00e9l\u00e9vation. En r\u00e8gle g\u00e9n\u00e9rale, le gain d’une antenne est le plus \u00e9lev\u00e9 au z\u00e9nith (angle d’\u00e9l\u00e9vation le plus \u00e9lev\u00e9) et diminue \u00e0 l’horizon (angles d’\u00e9l\u00e9vation plus faibles). <\/p>\n\n\n\n

Rapport axial<\/strong>Les signaux GNSS sont transmis par les satellites en polarisation circulaire droite (RHCP) (visualisez un signal circulaire en spirale quittant l’antenne du satellite GNSS et se d\u00e9pla\u00e7ant dans l’espace), l’antenne de r\u00e9ception GNSS doit \u00e9galement \u00eatre RHCP, et rejeter fortement les signaux de sens de rotation oppos\u00e9 (LHCP). Le rapport axial est une mesure de ce rejet normalis\u00e9 par rapport \u00e0 la r\u00e9ception du RHCP (“copolaris\u00e9”). Le rapport axial est le rapport entre le demi-grand axe et le demi-petit axe. Pour une antenne parfaite, les deux valeurs seraient identiques (c’est-\u00e0-dire \u00e9gales \u00e0 1) ou de 0 dB, pour tous les angles d’azimut et d’\u00e9l\u00e9vation et toutes les fr\u00e9quences de la largeur de bande de l’antenne.<\/p>\n\n\n\n

Largeur de bande<\/strong>Les signaux GNSS \u00e0 spectre \u00e9tal\u00e9 sont transmis sur une gamme de fr\u00e9quences \u00e0 l’int\u00e9rieur d’une bande donn\u00e9e. Par exemple, le signal GPS L1 a une largeur de bande de +\/-10,23 MHz centr\u00e9e sur 1575,42 MHz.<\/p>\n\n\n\n

Retard du groupe<\/strong>Le retard de groupe est une erreur instrumentale qui commence au niveau du satellite GNSS. En guise d’exemple conceptuel, consid\u00e9rons que vous avez un oscillateur qui cr\u00e9e une fr\u00e9quence de base, puis des multiplicateurs de fr\u00e9quence qui g\u00e9n\u00e8rent les fr\u00e9quences L1, L2 et L5. Ensuite, les codes sont ajout\u00e9s \u00e0 chaque fr\u00e9quence. En raison de ce processus, tous les codes ne sont pas n\u00e9cessairement g\u00e9n\u00e9r\u00e9s et diffus\u00e9s exactement au m\u00eame moment et, par cons\u00e9quent, il y aura un retard de groupe entre le code CA L1 et le code C L2 et tous les codes. Ce retard instrumental se produit \u00e9galement dans les antennes GNSS, les c\u00e2bles d’antenne et les r\u00e9cepteurs.<\/p>\n\n\n\n

Plan de masse<\/strong>Le plan de masse d’une antenne est une surface horizontale plane ou presque plane qui fait partie de l’antenne. Le plan de masse joue un r\u00f4le majeur dans les performances du diagramme de rayonnement et du gain d’une antenne. TWI fournit des plans de sol pour la plupart de ses antennes.<\/p>\n\n\n\n

Rapport G\/T<\/strong>Le rapport G\/T est un chiffre de m\u00e9rite qui caract\u00e9rise la performance d’une antenne. O\u00f9 G est le gain de l’antenne en d\u00e9cibels \u00e0 la fr\u00e9quence de r\u00e9ception et T est la temp\u00e9rature du bruit en kelvins. T n’est pas la temp\u00e9rature physique de l’antenne en tant que telle, mais la somme du bruit de l’antenne et de la temp\u00e9rature du bruit de la cha\u00eene de radiofr\u00e9quences entre la connexion de l’antenne et la sortie.<\/p>\n\n\n\n

Gain et figure de bruit de l’amplificateur \u00e0 faible bruit (LNA)<\/strong>Les signaux des satellites GNSS sont diffus\u00e9s dans l’espace et parcourent environ 20 000 km entre l’antenne du satellite et l’antenne de l’utilisateur. En raison de la puissance d’\u00e9mission et de la distance parcourue, le signal re\u00e7u par l’antenne est tr\u00e8s faible (\u00e0 peine un murmure) et doit \u00eatre amplifi\u00e9. Tous les amplificateurs ajoutent du bruit aux signaux amplifi\u00e9s, et une exigence cl\u00e9 pour un LNA d’antenne GNSS est que, sur toute la largeur de bande, le gain du LNA soit plat avec un minimum de bruit suppl\u00e9mentaire (quantifi\u00e9 dans le param\u00e8tre de la figure de bruit). L’antenne est souvent situ\u00e9e \u00e0 distance et le LNA doit avoir un gain suffisant pour plus que compenser les pertes du c\u00e2ble et pour limiter le facteur de bruit du syst\u00e8me \u00e0 celui du LNA seul.<\/p>\n\n\n\n

Rejet des trajets multiples<\/strong>Id\u00e9alement, les signaux GNSS voyagent directement du satellite GNSS \u00e0 l’antenne de l’utilisateur. Cependant, l’environnement local peut faire rebondir les signaux GNSS sur des surfaces dures telles que des b\u00e2timents, de l’eau, des rev\u00eatements routiers, etc. et ces signaux rebondis affecteront la capacit\u00e9 du r\u00e9cepteur \u00e0 suivre avec pr\u00e9cision les signaux GNSS. Les signaux r\u00e9fl\u00e9chis passent, au moins en partie, d’une polarisation circulaire droite \u00e0 une polarisation circulaire gauche lors de r\u00e9flexions d’ordre impair. Les antennes TWI utilisent plusieurs techniques (technologie Accutenna, plans de masse, anneaux d’\u00e9tranglement) pour rejeter les signaux \u00e0 polarisation circulaire gauche et, par cons\u00e9quent, minimiser les effets des trajets multiples.<\/p>\n\n\n\n

Figure de bruit<\/strong>Le facteur de bruit est d\u00e9fini comme le rapport entre le signal et le bruit \u00e0 l’entr\u00e9e d’un amplificateur et le signal et le bruit \u00e0 la sortie. Le fait de maintenir le facteur de bruit aussi bas que possible permet au r\u00e9cepteur GNSS de traiter enti\u00e8rement le signal GNSS et d’estimer avec pr\u00e9cision la position et l’heure. Le bruit se produit dans tous les composants de la cha\u00eene entre l’antenne, l’amplificateur, le c\u00e2ble d’antenne et le r\u00e9cepteur. Un bon facteur de bruit est g\u00e9n\u00e9ralement inf\u00e9rieur \u00e0 2 dB.<\/p>\n\n\n\n

Marqueur nord<\/strong>Dans le cadre du positionnement GNSS de haute pr\u00e9cision, les antennes sont calibr\u00e9es et leurs d\u00e9calages de centre de phase (PCO) et leurs variations de centre de phase (PCV) sont mesur\u00e9s. Le PCO et le PCV sont estim\u00e9s soit dans une chambre an\u00e9cho\u00efque, soit \u00e0 l’aide d’un robot d’\u00e9talonnage. Le processus d’\u00e9talonnage r\u00e9f\u00e8re le PCO et le PCV au rep\u00e8re Nord de l’antenne, puis au point de r\u00e9f\u00e9rence de l’antenne (ARP), comme le montre la figure ci-dessous. En pratique, les antennes calibr\u00e9es sont toujours install\u00e9es avec le rep\u00e8re nord de l’antenne pointant vers le nord. Cela permet \u00e0 l’utilisateur de corriger les mesures de phase observ\u00e9es (en appliquant les corrections PCV) et d’appliquer le PCO \u00e0 la position estim\u00e9e pour finalement d\u00e9terminer les coordonn\u00e9es de l’ARP.<\/p>\n\n\n\n

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Un autre avantage du marqueur d’antenne Nord est que le processus d’assemblage de l’antenne est plus reproductible et plus pr\u00e9cis, car l’antenne ne peut \u00eatre assembl\u00e9e que d’une seule mani\u00e8re. Cela garantit que lorsque les corrections PCO et PCV sont appliqu\u00e9es, l’utilisateur mesurera une estimation de position pr\u00e9cise et non biais\u00e9e (exacte).<\/p>\n\n\n\n

P1dB<\/strong>P1dB est le niveau de puissance de sortie lorsque le gain de l’amplificateur s’\u00e9carte de 1dB de la sp\u00e9cification du gain lin\u00e9aire normal. <\/p>\n\n\n\n

D\u00e9calage du centre de phase<\/strong>Le d\u00e9calage du centre de phase (PCO) est l’emplacement par rapport au point de r\u00e9f\u00e9rence de l’antenne (ARP) o\u00f9 l’antenne recueille les signaux du satellite GNSS (\u00e9nergie \u00e9lectrique). G\u00e9n\u00e9ralement, le PCO est d\u00e9fini pour chaque fr\u00e9quence. Pour le GPS, les valeurs des PCO L1 et L2 sont g\u00e9n\u00e9ralement indiqu\u00e9es.<\/p>\n\n\n\n

Variation du centre de phase<\/strong>La variation du centre de phase est la mesure de la variation du centre de phase en fonction de l’angle d’\u00e9l\u00e9vation et de l’azimut du signal re\u00e7u. En g\u00e9n\u00e9ral, seules les antennes g\u00e9od\u00e9siques et les antennes d’arpentage sont calibr\u00e9es \u00e0 ce niveau.<\/p>\n\n\n\n

TOS<\/strong>Le rapport d’ondes stationnaires de tension est la quantit\u00e9 de puissance qui est r\u00e9fl\u00e9chie dans l’antenne (par le c\u00e2ble d’antenne) lors de la transmission hors de l’antenne. Les antennes GNSS et les c\u00e2bles d’antenne sont adapt\u00e9s \u00e0 une imp\u00e9dance de 50 ohms. Un rapport VSWR de un indique qu’il y a une ad\u00e9quation id\u00e9ale entre l’antenne, le c\u00e2ble d’antenne et le r\u00e9cepteur GNSS.<\/p>\n<\/div><\/div><\/div>\n\n

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