GSA.30
Sensibilidad de adquisición y seguimiento del GPS

¿Cuál es el problema o la preocupación que estamos abordando?

Los sistemas receptores de GPS no se parecen a ningún otro producto de radio destinado al consumidor. Estos dispositivos son más sensibles a la energía de radiofrecuencia que cualquier otro producto de uso general por parte de los consumidores. Esto los hace muy susceptibles a las interferencias provocadas incluso por las señales de radio más débiles emitidas por cualquier dispositivo electrónico moderno.

Es importante aclarar que las simples pruebas de radiadores no intencionadas que se realizan como parte de los ensayos de la FCC, la CE o el PTCRB no son suficientes. Un dispositivo puede superar fácilmente esas series de pruebas y, sin embargo, presentar un rendimiento deficiente del GPS debido a las interferencias. Al igual que cualquier otro componente de un nuevo producto, la implementación del sistema GPS debe someterse a pruebas adecuadas. La prueba de verificación del diseño (DVT) para un GPS es similar a la de cualquier otro receptor de radio, salvo que los niveles de señal esperados son mucho más bajos.

El GPS no se puede probar de forma repetible en el exterior. La intensidad de la señal de los satélites reales cambia constantemente a medida que se desplazan por el cielo y varía en función de la ubicación. El objetivo de la DVT es medir directamente la sensibilidad de recepción radiada del receptor GPS para garantizar que el producto funcione correctamente. Para ello se requiere un entorno de prueba repetible y controlado, que incluya el aislamiento del sistema GPS real. El sistema de simulación de satélites « Taoglas » permite realizar mediciones controladas y repetibles de la sensibilidad de recepción radiada en un dispositivo GPS.

GPS DVT necesita un simulador de constelación GPS, una cámara anecoica y un ingeniero de radiofrecuencia cualificado y con experiencia para llevar a cabo las pruebas y garantizar resultados consistentes. Taoglas cuenta con años de experiencia en la integración de antenas y sistemas de radio, así como con el equipo especializado necesario para realizar las mediciones de forma rápida y eficiente. Consideramos que, a menos que un cliente se dedique al sector del GPS, disponer de estas herramientas especializadas en sus propias instalaciones puede resultar prohibitivamente caro, por lo que Taoglas ofrece estas pruebas como un servicio a nuestros clientes.

Esta oferta de servicios no está pensada para medir el rendimiento pasivo ni para realizar pruebas de campo de la antena GPS. Taoglas ofrece un producto de servicio independiente para estas mediciones. Es importante separar estas pruebas para garantizar que cada parte del sistema se mida y se optimice de forma controlada.

El proceso

Parte 1: Mediciones con GPS en la cámara

Taoglas Utilizaremos nuestro simulador de constelación GPS y nuestra cámara anecoica para medir la sensibilidad de seguimiento por conducción.

Taoglas Se modificará una unidad y se medirá la antena de forma pasiva en un analizador de redes vectorial (VNA) para determinar la pérdida de retorno. De este modo se confirmará que la integración de la antena en el producto se ha realizado correctamente.

Taoglas Utilizaremos esta misma unidad modificada y un analizador de espectro para realizar un barrido de alta sensibilidad de las señales recibidas por la antena GPS en la banda GPS y las frecuencias adyacentes, con el dispositivo completamente encendido y en funcionamiento. El objetivo es aislar cualquier ruido procedente de la placa.

Taoglas A continuación, utilizaremos nuestro simulador de constelación GPS y una cámara anecoica para medir la sensibilidad de seguimiento radiada. Aplicando el principio de sustitución y la pérdida de trayectoria medida con el analizador de redes, podemos medir la intensidad de la señal en la salida de la antena GPS, que suele ser la entrada del receptor GPS.

Si se desea realizar una comparación con la placa de desarrollo del chip o módulo GPS, Taoglas también llevará a cabo mediciones conducidas y radiadas en dicha placa de desarrollo.

Taoglas Compararemos estos datos de sensibilidad con los de dispositivos medidos anteriormente, con la placa de desarrollo (si está disponible) y con la ficha técnica de la solución GPS para evaluar el rendimiento y recomendar medidas adicionales si fuera necesario.

¿Qué necesita « Taoglas »?

En todos los casos, Taoglas exigirá dos dispositivos completos y en buen estado de funcionamiento. Los dispositivos deben funcionar lo suficiente como para activar el módem GNSS y permitir el acceso a los comandos AT del módem. Los dispositivos deben incluir el mayor número posible de componentes finales. Las baterías, las pantallas y los subconjuntos metálicos influirán en los resultados de las pruebas, por lo que deben incluirse.

Un juego completo de cualquier dispositivo auxiliar, como baterías de repuesto, cargador de baterías, cables de conexión, etc.

Instrucciones sobre cómo conectar el dispositivo, encenderlo y conectarse a la interfaz de comandos AT, si procede. Si es necesario cargar o sustituir la batería, incluye instrucciones sobre cómo hacerlo.

El producto debe enviar cadenas NMEA a un puerto COM de un ordenador con Windows. Taoglas dispone de adaptadores para USB, Ethernet y DB9. El adaptador DB9 se utiliza habitualmente para RS-232 o UART de nivel lógico. Una vez fuera de la caja, el ordenador de prueba dispone de interfaces físicas USB, Ethernet y RS-232. Si el dispositivo utiliza USB o Ethernet, debes proporcionar el software necesario para que el puerto GPS del dispositivo aparezca como un puerto COM lógico en Windows.

Es fundamental que el receptor GPS se encienda en cuanto se conecte la alimentación al dispositivo, y que el procesador principal no se comunique con el receptor GPS ni realice ninguna otra acción que afecte a este durante las pruebas. Las pruebas pueden durar varias horas.

Tu firmware debe ser compatible con la transmisión de mensajes NMEA para GNSS. Si deseas que el dispositivo se compare con el kit de desarrollo del módulo GPS, deberás proporcionar la muestra del kit de desarrollo. Taoglas requerirá instrucciones por escrito sobre cómo conectar los cables, alimentar el dispositivo, cargar la batería y configurar el dispositivo (según sea necesario).

Necesitamos todos los archivos de diseño CAD en 3D y en 2D de los que dispongas. Necesitamos estos archivos para realizar secciones transversales, ocultar componentes y tomar medidas precisas. Aceptamos diversos formatos de archivos 3D, pero se prefieren los archivos STEP.

También necesitamos cualquier documento que tengas relacionado con la placa de circuito impreso (PCB) del dispositivo. Estos documentos deben especificar la estructura de la PCB, los espesores de las capas, los materiales y los acabados de la PCB. También se recomienda incluir una lista de materiales para cada PCB. Lo ideal es que estos archivos sean archivos nativos de Altium.

También se necesitan los esquemas de circuitos de todas las placas de circuito impreso (PCB) de tu dispositivo. El objetivo es comprender mejor las rutas de radiofrecuencia (RF) de tu diseño. Una vez más, lo ideal es que estos archivos sean archivos nativos de Altium.

Parte 2 – Elaboración de informes

A partir de los datos de las pruebas, tus ingenieros podrán determinar si el GPS funciona dentro de unos límites razonables en comparación con los dispositivos de referencia. Si el rendimiento del GPS es razonable y el de la antena del GPS (prueba independiente) también lo es, no es necesario realizar ninguna acción adicional.

Si el rendimiento del GPS no se encuentra dentro de unos límites aceptables, será necesario adoptar medidas correctoras para mejorarlo. Los datos recopilados durante estas pruebas son necesarios y suficientes para orientar dichas medidas correctoras. Para probar cualquier cambio que se realice en el dispositivo se necesitará el mismo equipo utilizado en estas pruebas.

Taoglas apoyará a su equipo de ingeniería repitiendo la parte de la prueba relativa a la sensibilidad a la radiación tantas veces como sea necesario para medir los cambios en el rendimiento derivados de sus medidas de mitigación. Los resultados se incluirán como apéndice del informe original.

Parte 3 – Próximos pasos

Taoglas ofrece una serie de servicios que suelen ser la continuación natural de este servicio. Estos servicios tienen como objetivo optimizar el rendimiento de RF y maximizar las posibilidades de que su diseño obtenga la certificación.

Estos servicios incluyen:

• GSA.40: Pruebas de campo del GNSS
• CSA.70: Mitigación de modos de fallo
• CSA.20: Pruebas, adaptación y ajuste fino de antenas pasivas

Para obtener más información, ponte en contacto con el departamento de ventas deTaoglas .

Tenga en cuenta que los dispositivos, sistemas y equipos incluidos en el Anexo I del Reglamento (UE) 821/2021 sobre dispositivos de doble uso no pueden acogerse a este servicio. Para cualquier consulta, póngase en contacto con su departamento jurídico o escriba a taoglas .