En lo que respecta a las antenas de los sistemas globales de navegación por satélite (GNSS), la unión hace la fuerza —literalmente—. Ese es un aspecto clave a tener en cuenta a la hora de elegir un sistema de antenas GNSS para la telemática de vehículos, el seguimiento de activos y otras aplicaciones basadas en la localización.
Las soluciones de antenas de parche GNSS pueden clasificarse en dos tipos en función del número de entradas. Como su nombre indica, un sistema de antena de una sola entrada proporciona al receptor GNSS la señal correspondiente a una sola antena. En cambio, un sistema de antena de múltiples entradas proporciona las señales de dos o más antenas, que un acoplador híbrido combina posteriormente antes de enviarlas al receptor o que pasan a través de un circuito activo hasta llegar al receptor.
Una antena de múltiples entradas es ideal para aplicaciones que requieren un alto rendimiento. Un ejemplo es garantizar una navegación fiable y precisa incluso en los «cañones de hormigón» urbanos y en lugares con mucha vegetación, ya que ambos pueden atenuar considerablemente las señales de los satélites.
Las antenas de alimentación única son menos complejas, por lo que resultan más fáciles y económicas de integrar, y ocupan menos espacio. Estas características pueden hacer que sean una buena opción para aplicaciones de IoT en las que un bajo coste de los dispositivos y/o un tamaño reducido son más importantes que un rendimiento ultraalto.
Los satélites GNSS transmiten señales utilizando polarización circular a la derecha (RHCP). Una de las razones por las que las antenas de una sola entrada tienen un rendimiento inferior se debe a una menor ganancia en RHCP. Cuando la antena de un dispositivo y el satélite no tienen la misma polarización —un problema conocido como «desajuste»—, se puede perder al menos (casi) la mitad de la señal (~3 dB). (Hay que tener en cuenta que las señales GNSS ya son relativamente débiles, por lo que la elección de la antena puede agravar o mitigar ese problema.)
El acoplador híbrido de una antena de alimentaciones múltiples convierte la polarización de lineal a circular, lo que proporciona la ganancia RCHP necesaria para superar la atenuación por desajuste. Esto mejora significativamente el rendimiento, entre otras cosas al rechazar las señales de trayectos múltiples no deseadas que también merman la precisión. A la hora de comparar antenas de polarización circular, la relación axial es un parámetro clave a tener en cuenta. Mide la capacidad de la antena para rechazar las señales de polarización circular a la izquierda (LHCP) en relación con las señales de polarización circular a la derecha (RHCP).
Una forma de comprender mejor estos conceptos y ventajas es comparar la antena de alimentación múltiple Taoglas HP24510.A con la antena de alimentación única Taoglas HP2258.
La HP24510.A es una antena de parches de doble pila en la que cada parche cuenta con dos alimentaciones. El parche superior cubre las constelaciones L/L1 (1525-1610 MHz) y el inferior, las constelaciones L2 (1207-1248 MHz). Las alimentaciones de cada parche se conectan a un acoplador híbrido, lo que da como resultado una señal RHCP.
La HP2258 es una antena de doble pila en la que la única alimentación se conecta a ambos paneles. La polarización de esta antena no será una mezcla de polarización RHCP y lineal, lo que podría provocar una pérdida de señal de hasta 3 dB.
A continuación se muestra una comparación de la ganancia RHCP medida para cada antena.
Los resultados anteriores muestran que la ganancia RHCP de una antena con alimentaciones múltiples es mayor que la de una antena con una sola alimentación, lo que se traduce en valores más altos de la relación portadora-ruido y una mayor precisión posicional.
Las aplicaciones GNSS son complejas y, a menudo, requieren el asesoramiento de expertos para encontrar las soluciones adecuadas. Las antenas desempeñan un papel fundamental en el rendimiento, y los ingenieros de diseño deben tener en cuenta factores como la forma, el tamaño, el peso y las rutas de la señal de radiofrecuencia. Taoglas puede orientarte sobre los aspectos clave que debes tener en cuenta para mejorar tu solución GNSS. Hemos desarrollado un útil flujo de trabajo para explorar nuestra amplia gama de servicios de diseño y ensayo de antenas, al que puedes acceder a través del botón que aparece a continuación.
