Les interférences RF menacent la clarté du signal GNSS
Les principales sources d’interférence sont les réseaux mobiles LTE et 5G, ainsi que les fréquences de liaison montante d’Iridium, de Globalstar et, dans une certaine mesure, d’Inmarsat (1626,5 MHz à 1660,5 MHz).
L’amplitude des interférences potentielles reçues est fonction de la fréquence et de la distance entre un émetteur potentiel et l’antenne GNSS. Par exemple, en Amérique du Nord, un réseau 5G est prévu dans un segment inférieur de la liaison descendante Inmarsat (1525 MHz à 1536 MHz), et il est tout à fait concevable qu’une antenne GNSS soit physiquement proche d’un téléphone intelligent ou d’un casque d’écoute en fonctionnement. Ce nouveau réseau 5G menace particulièrement la diffusion de services de correction en bande L (1539 MHz à 1559 MHz).
Sources d’interférence RF du GNSS
Le plus souvent, les interférences dans la bande résultent d’une distorsion des signaux de grande amplitude due à la non-linéarité de l’amplificateur à faible bruit (LNA) de l’antenne ou, occasionnellement, d’un dispositif de brouillage utilisé pour désactiver le suivi. Dans les deux cas, une fois qu’il est présent, aucun filtre, qu’il soit numérique ou analogique, ne peut l’éliminer; la prévention est le seul remède.
Les signaux hors bande puissants peuvent générer des interférences dans la bande en saturant le LNA de l’antenne ou par multiplication croisée avec d’autres signaux puissants. Par exemple, un signal fort unique à 800 MHz peut provoquer un « peigne » d’harmoniques, chacune décalée par la fréquence porteuse du signal, y compris un signal harmonique à 1600 MHz, qui tombe près du centre de la bande GLONASS-G1.
Les antennes Calian XF continueront à fournir une réception GNSS pure dans les bandes GNSS basses et hautes (1165 MHz à 1300 MHz ; 1540 MHz à 1610 MHz) en présence de signaux d’interférence qui sont jusqu’à 90 dB plus forts que les signaux GNSS désirés de -120 dBm, décalés seulement de quelques dizaines de MHz du bord de la bande.
Mitigating radio frequency interference
In-band interference solutions
Preventing in-band interference in antennas involves addressing the non-linearity caused by high out-of-band signals. Achieving higher linearity in Low Noise Amplifiers (LNAs) often leads to increased bias currents and supply voltages. However, a more effective approach involves using RF filters to attenuate these high amplitude signals, ensuring LNAs operate as linearly as possible.
RF filter design challenges
Designing ideal bandpass RF filters is a complex task. These filters aim to be completely linear, with 0 dB insertion loss, sharply defined band edges, and steep skirts for deep rejection near the passband edges. However, in practical applications, filters often have insertion losses ranging from 0.8 dB to 3.0 dB, with less sharp corners at band edges and a finite roll-off, presenting unique challenges in filter design.
LNA evolution for interference
The design of antenna Low Noise Amplifiers (LNAs) has historically included one or more passband RF filters, typically after the first or second amplifier stages. This configuration was optimal for maximizing the signal-to-noise ratio without contributing to the noise figure. However, with the emergence of high-amplitude out-of-band signals, this design is now susceptible to front-end saturation, demanding new strategies to maintain antenna performance.
Calian XF products have high-linearity front-end amplifiers with additional pre-filters for each frequency band, right at the antenna element feed, integrated with the diplexer for dual/triple-band antennas and with additional in-line filters.
Cela présente l’avantage de protéger le premier étage d’amplification et les suivants, mais au prix d’un facteur de bruit un peu plus élevé en raison de la perte d’insertion du préfiltre. Il n’y a pas de repas gratuit! Les antennes à bande unique comportent également un préfiltre, mais le diplexeur n’est pas nécessaire.
Compromis dans l’amplification du GNSS: préfiltres et considérations sur l’antenne
La nécessité d’utiliser différents filtres pour couvrir les différentes bandes GNSS entraîne des retards de groupe inégaux entre les bandes, introduisant un effet connu dans la communauté des antennes de référence sous le nom de biais de code différentiel (DCB).
La nécessité d’utiliser différents filtres pour couvrir les différentes bandes GNSS entraîne des retards de groupe inégaux entre les bandes, introduisant un effet connu dans la communauté des antennes de référence sous le nom de biais de code différentiel (DCB).
Calian utilise des filtres SAW dans les lignes d’antennes Accutenna® et Helical et une combinaison de filtres RF diélectriques et SAW dans nos antennes haut de gamme (VeroStar™, VeraPhase® et VeraChoke®). Des filtres diélectriques multiples sont également utilisés pour les membres à triple bande à très haut rejet de la gamme Accutenna (TW3972XF, TW3967XF, etc.).
Ligne de filtration étendue (XF) de Calian
Le filtrage XF permet aux antennes de produire une réception GNSS propre et pure. La technologie du filtre XF profond est actuellement disponible dans la famille TW3000 et le sera bientôt dans toutes les gammes de produits Calian.
La responsabilité sociale chez Calian
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