Le diagramme de rayonnement d'une antenne GNSS est défini par la capacité de l'antenne à rayonner ou à recevoir la puissance du signal dans différentes directions. Ce diagramme affecte directement la qualité du signal et la précision du positionnement. Les antennes GNSS sont conçues pour recevoir les signaux des satellites dans le ciel.
Tout d'abord, l'antenne GNSS idéale a un diagramme de rayonnement omnidirectionnel dans le plan azimutal. Cela garantit une sensibilité uniforme dans toutes les directions horizontales. Il présente également un diagramme hémisphérique dans le plan d'élévation pour couvrir le ciel visible.
L'étape suivante consiste pour l'antenne à recevoir les signaux satellites faibles provenant des angles d'élévation élevés à l'horizon. Par conséquent, elle doit fournir un gain important vers le zénith. Cela permet de maximiser la force du signal des satellites en position directe au-dessus de la tête. Cependant, il est important de noter que le gain diminue généralement aux angles d'élévation inférieurs. Les concepteurs contrôlent ce compromis pour réduire la réception des signaux indésirables. Veuillez noter que les signaux réfléchis par les bâtiments ou le sol peuvent provoquer des erreurs de trajets multiples. Les antennes avec un gain réduit à l'horizon peuvent aider à rejeter ces réflexions.
De plus, le plan de masse de l'antenne joue un rôle essentiel. Cela a un impact significatif sur le diagramme de rayonnement, avec pour résultat que la réception du signal vers le bas est supprimée. Il a été démontré qu'un plan de masse bien conçu améliore la symétrie du diagramme et réduit la distorsion du signal.
De plus, les professionnels qualifiés utilisent fréquemment des antennes à anneau d'arrêt et des antennes patch dans les applications GNSS de précision. Ces antennes fournissent des diagrammes de rayonnement stables et réduisent les interférences de trajets multiples. Les tests montrent qu'elles maintiennent un gain constant sur différents angles d'élévation. Il est impératif d'assurer la stabilité du diagramme de rayonnement pour faciliter les mesures de phase précises. Toute distorsion ou asymétrie peut introduire un biais dans l'estimation de la position. Par conséquent, les récepteurs GNSS de haute précision utilisent des antennes calibrées avec des caractéristiques de rayonnement connues.
Applications concrètes
Dans les environnements dynamiques, la cohérence du diagramme de rayonnement est essentielle pour un suivi fiable. Par exemple, dans le contexte des UAV ou des plateformes mobiles, des diagrammes stables sont essentiels pour minimiser les pertes de signal.
Dans le domaine de la topographie et de la géodésie, les antennes avec des diagrammes stables permettent d'obtenir une précision au centimètre près. Les UAV ont besoin d'antennes qui continuent à suivre les satellites pendant les virages et les mouvements rapides. Dans le domaine de l'agriculture, les machines utilisent des antennes avec une large couverture pour rester précises près de l'horizon.
Sur les navires, les antennes réduisent les réflexions du signal provenant de l'eau. Les avions ont besoin d'antennes qui reçoivent des signaux forts des satellites situés au-dessus de leur tête.
Les stations de synchronisation utilisent des diagrammes stables pour maintenir les réseaux de télécommunications et d'énergie synchronisés. Les voitures autonomes s'appuient sur une couverture uniforme pour éviter les pertes de signal dans les villes.
Les systèmes militaires utilisent des diagrammes d'antenne spéciaux pour bloquer le brouillage et se concentrer sur les signaux satellites. Dans tous ces cas, le diagramme de l'antenne permet de maintenir les signaux forts, de réduire les erreurs et d'améliorer la précision du GNSS dans différents environnements.