O diagrama de radiação de uma antena GNSS é definido pela capacidade da antena de irradiar ou receber potência de sinal em diferentes direções. Este diagrama afeta diretamente a qualidade do sinal e a precisão do posicionamento. As antenas GNSS são projetadas para receber sinais de satélites em todo o céu.
Primeiramente, a antena GNSS ideal tem um diagrama de radiação omnidirecional no plano azimutal. Isso garante uma sensibilidade uniforme em todas as direções horizontais. Ela também apresenta um diagrama hemisférico no plano de elevação para cobrir o céu visível.
O próximo passo é a antena receber sinais de satélite fracos de ângulos de elevação altos até o horizonte. Portanto, ela deve fornecer um ganho forte em direção ao zênite. Isso ajuda a maximizar a força do sinal dos satélites em posição direta acima. No entanto, é importante notar que o ganho normalmente diminui em ângulos de elevação mais baixos. Os projetistas controlam essa compensação para reduzir a recepção de sinais indesejados. Esteja ciente de que os sinais refletidos de edifícios ou do solo podem causar erros de multipercurso. Antenas com ganho reduzido no horizonte podem ajudar na rejeição dessas reflexões.
Adicionalmente, o plano de aterramento da antena desempenha um papel crítico. Isso tem um impacto significativo no diagrama de radiação, com o resultado de que a recepção do sinal descendente é suprimida. Um plano de aterramento bem projetado demonstrou melhorar a simetria do diagrama e reduzir a distorção do sinal.
Além disso, profissionais qualificados frequentemente usam antenas de anel de bloqueio e patch em aplicações GNSS de precisão. Essas antenas fornecem diagramas de radiação estáveis e reduzem a interferência de multipercurso. Testes mostram que elas mantêm um ganho consistente em vários ângulos de elevação. É imperativo garantir a estabilidade do diagrama de radiação para facilitar medições de fase precisas. Qualquer distorção ou assimetria pode introduzir viés na estimativa da posição. Portanto, receptores GNSS de alta precisão usam antenas calibradas com características de radiação conhecidas.
Aplicações no mundo real
Em ambientes dinâmicos, a consistência do diagrama de radiação é essencial para um rastreamento confiável. Por exemplo, no contexto de UAVs ou plataformas móveis, padrões estáveis são fundamentais para minimizar as perdas de sinal.
Em levantamentos topográficos e geodésicos, antenas com padrões estáveis ajudam a obter precisão em nível de centímetro. Os UAVs precisam de antenas que continuem rastreando satélites durante curvas e movimentos rápidos. Na agricultura, as máquinas usam antenas com ampla cobertura para permanecerem precisas perto do horizonte.
Em navios, as antenas reduzem os reflexos de sinal da água. As aeronaves precisam de antenas que recebam sinais fortes de satélites acima.
As estações de temporização usam padrões estáveis para manter as redes de telecomunicações e energia em sincronia. Os carros autônomos contam com uma cobertura uniforme para evitar a perda de sinal nas cidades.
Sistemas militares usam padrões de antena especiais para bloquear interferências e se concentrar nos sinais de satélite. Em todos esses casos, o padrão da antena ajuda a manter os sinais fortes, reduzir os erros e melhorar a precisão do GNSS em diferentes ambientes.