El diagrama de radiación de una antena GNSS se define por la capacidad de la antena para irradiar o recibir potencia de señal en diferentes direcciones. Este diagrama afecta directamente a la calidad de la señal y a la precisión del posicionamiento. Las antenas GNSS están diseñadas para recibir señales de satélites en todo el cielo.
En primer lugar, la antena GNSS ideal tiene un diagrama de radiación omnidireccional en el plano acimutal. Esto garantiza una sensibilidad uniforme en todas las direcciones horizontales. También presenta un diagrama hemisférico en el plano de elevación para cubrir el cielo visible.
La siguiente etapa es que la antena reciba señales de satélite débiles desde ángulos de elevación altos hasta el horizonte. Por lo tanto, debe proporcionar una fuerte ganancia hacia el cenit. Esto ayuda a maximizar la intensidad de la señal de los satélites en posición directamente superior. Sin embargo, es importante tener en cuenta que la ganancia suele disminuir en los ángulos de elevación más bajos. Los diseñadores controlan esta compensación para reducir la recepción de señales no deseadas. Tenga en cuenta que las señales reflejadas en los edificios o en el suelo pueden provocar errores de trayectoria múltiple. Las antenas con ganancia reducida en el horizonte pueden ayudar a rechazar estas reflexiones.
Además, el plano de tierra de la antena desempeña un papel fundamental. Esto tiene un impacto significativo en el diagrama de radiación, con el resultado de que se suprime la recepción de la señal descendente. Se ha demostrado que un plano de tierra bien diseñado mejora la simetría del diagrama y reduce la distorsión de la señal.
Además, los profesionales cualificados utilizan con frecuencia antenas de anillo de choque y de parche en aplicaciones GNSS de precisión. Estas antenas proporcionan diagramas de radiación estables y reducen la interferencia de trayectorias múltiples. Las pruebas demuestran que mantienen una ganancia constante en varios ángulos de elevación. Es imprescindible garantizar la estabilidad del diagrama de radiación para facilitar las mediciones de fase precisas. Cualquier distorsión o asimetría puede introducir sesgos en la estimación de la posición. Por lo tanto, los receptores GNSS de alta precisión utilizan antenas calibradas con características de radiación conocidas.
Aplicaciones en el mundo real
En entornos dinámicos, la consistencia del diagrama de radiación es esencial para un seguimiento fiable. Por ejemplo, en el contexto de los UAV o las plataformas móviles, los diagramas estables son clave para minimizar las interrupciones de la señal.
En la topografía y la geodesia, las antenas con diagramas estables ayudan a obtener una precisión de nivel centimétrico. Los UAV necesitan antenas que sigan rastreando los satélites durante los giros y movimientos rápidos. En la agricultura, las máquinas utilizan antenas con una amplia cobertura para mantener la precisión cerca del horizonte.
En los barcos, las antenas reducen los reflejos de la señal del agua. Las aeronaves necesitan antenas que reciban señales fuertes de los satélites que están por encima.
Las estaciones de temporización utilizan diagramas estables para mantener sincronizadas las redes de telecomunicaciones y eléctricas. Los coches autónomos se basan en una cobertura uniforme para evitar la pérdida de señal en las ciudades.
Los sistemas militares utilizan diagramas de antena especiales para bloquear las interferencias y centrarse en las señales de los satélites. En todos estos casos, el diagrama de la antena ayuda a mantener las señales fuertes, reducir los errores y mejorar la precisión del GNSS en diferentes entornos.