Gli amplificatori a basso rumore (LNA) sono progettati per amplificare i deboli segnali satellitari riducendo al minimo il rumore. Questa amplificazione è essenziale perché i segnali GNSS arrivano all'antenna con livelli di potenza molto bassi, spesso al di sotto del rumore di fondo dei tipici componenti elettronici.
Innanzitutto, gli LNA sono posizionati vicino al punto di alimentazione dell'antenna per ridurre al minimo la perdita di segnale. Questo posizionamento riduce l'impatto dell'attenuazione del cavo tra l'antenna e il ricevitore. Un LNA ben progettato preserva il rapporto segnale/rumore (SNR), migliorando la sensibilità complessiva del sistema.
Poi, gli LNA utilizzano transistor e componenti a basso rumore per ottenere figure di rumore tipicamente inferiori a 2 dB. Le cifre di rumore più basse migliorano direttamente la capacità del ricevitore di rilevare i segnali deboli. Questo aspetto è fondamentale per un rilevamento affidabile dei satelliti, soprattutto in ambienti difficili come i canyon urbani o il fitto fogliame. Inoltre, gli LNA devono fornire un guadagno adeguato, solitamente compreso tra 20 e 40 dB. Questo guadagno aumenta il segnale a livelli che il convertitore analogico-digitale del ricevitore può elaborare efficacemente. Tuttavia, i progettisti devono bilanciare attentamente il guadagno per evitare la saturazione o la distorsione dell'amplificatore.
Inoltre, gli LNA includono stadi di filtraggio per respingere le interferenze fuori banda. Questi filtri riducono l'impatto dei segnali indesiderati, come le trasmissioni cellulari o Wi-Fi. Un filtraggio efficace protegge il ricevitore GNSS dalla desensibilizzazione e migliora la precisione della posizione.
La stabilità termica è un'altra importante caratteristica degli LNA. Le variazioni di temperatura possono influenzare il guadagno e la figura di rumore, con conseguenti variazioni della qualità del segnale. Gli LNA di alta qualità incorporano circuiti di compensazione della temperatura per mantenere prestazioni costanti.
In conclusione, gli amplificatori a basso rumore migliorano le prestazioni dell'antenna GNSS amplificando i segnali deboli con un rumore minimo. Questi dispositivi migliorano la potenza del segnale, riducono al minimo le interferenze e facilitano una navigazione satellitare precisa in diversi ambienti. Ad esempio, i topografi si affidano agli LNA per un posizionamento preciso nelle aree urbane e boschive, mentre i veicoli autonomi contano sugli LNA per sostenere una copertura GNSS continua in ambienti urbani complessi. In entrambe le applicazioni, gli LNA migliorano la qualità del segnale, aumentano l'affidabilità e supportano le prestazioni GNSS critiche in condizioni difficili.
Amplificatori a basso rumore
