من أين يأتي التداخل؟

كثير من الناس يقللون من أهمية هذه القيمة "-130 ديسيبل أم". من منظور آخر، هذه الإشارة هي مجرد زيادة طفيفة فوق الحد الأدنى للضوضاء الحرارية (-174 ديسيبل أم / هرتز).حتى حافة عالية السرعة غير القياسية على لوحة الخاص بك، مسار العودة غير المنضبط بشكل صحيح، أو حتى قسم بضعة سنتيمترات من "الأرض المحمولة جواً" يمكن أن يولد طاقة في هذا النطاق الترددي أقوى بكثير من إشارة GNSS.بمجرد أن تضاف هذه الطاقة إلى سلسلة الهوائي، أمام جهاز الاستقبال يفتقر إلى أي قدرة على التمييز ويضخم كل شيء بشكل عشوائي.العديد من القضايا المتعلقة بتحريك الموقع والاكتساب البطيء للقمر الصناعي ليست أساسا بسبب ضعف أداء القمر الصناعي، بل نتيجة لوحة "تغطية نفسها."

إمدادات الطاقة المتبادلة (التهديد رقم واحد)

تردد التبديل: مئات الكيلوهرتز ومع ذلك، هناك عدد كبير من الهارمونيات الموجودة.

يمكنك أن تتسلق كل الطريق حتى حوالي 1.5 غيغاهرتز

مسار نموذجي:

محول DC/DC → موجة الطاقة → المقاومة الأرضية → سلك الهوائي → GNSS front-end

يعتقد الكثير من الناس خطأً أن "مع ترددات التبديل التي لا تتجاوز بضع مئات من كيلو هرتز، فمن المستحيل التأثير على 1.5 غيغاهرتز".المشكلة الحقيقية تكمن في dv/dt عالية للغاية في عقد التبديل: كلما كانت الحواف أكثر شدة، كلما اتسعت البصمة الطيفية. نظريًا، الموجة المربعة المثالية تحتوي على عدد لا نهائي من الهارمونات؛ في حين أنها مقيدة في الممارسة،تمديد هذه النطاق إلى مستويات غيغاهرتز ليس مفاجئاوعلاوة على ذلك، إذا كانت منطقة العقدة SW كبيرة جدا، مسارات الحلقة فضفاضة، أو آثار العودة الأرضية طويلة جدا،يمكن لهذه المكونات عالية التردد أن تتزاوج مع اللوحة بأكملها أو حتى سلك الأسلاك عن طريق القدرة الطفيليةما يبدو أنه "مسألة إمدادات الطاقة" في الواقع يصبح مصدر تداخلات الراديو الراديوي.

• L1:1575.42 ميغاهرتز ((أكثر استخداماً
• L2:1227.6 ميغاهرتز
• L5:1176.45 ميغاهرتز

1) من أين يأتي التدخل؟ (الكثير من الناس يفهمون هذا بشكل خاطئ)

إمدادات الطاقة المتبادلة (التهديد رقم واحد)

تردد التبديل: مئات الكيلوهرتز ومع ذلك، هناك عدد كبير من الهارمونيات الموجودة.

يمكنك أن تتسلق كل الطريق حتى حوالي 1.5 غيغاهرتز

مسار نموذجي:

محول DC/DC → موجة الطاقة → المقاومة الأرضية → سلك الهوائي → GNSS front-end

2) واجهات عالية السرعة (MIPI/USB/SerDes)

تستخدم واجهات السرعة العالية إشارات تفاضلية، والتي عادة ما تلغي معظم الإشعاع الكهرومغناطيسي.

لأسفل نقطة تسبب في غير ملائمة الموصلات أو تخطيط الكابلات، والتصميم السيئ، والتوجيه التفاضلي غير متساوية، والطائرات الأرضية خصم الخ، يمكن أن يقع في هوائي GNSS، كابل RF، أو LNA،خفض جهاز استقبال GPS.

3)الضوضاء الرقمية، مشاكل في طريق العودة إلى الأرض

المكان ليس نظيفاً، مسار العودة غير منظم

الوضع التفاضلي → تحويل إلى الوضع المشترك → إرسال إلى الهوائي

نصائح: هذا النوع من المشاكل غالبا ما يكون الأكثر صعوبة في تشخيصه بسبب غياب "مصدر مكون واضح". عوامل مثل الطائرات الأرضية المقطعة،يمكن أن يؤدي التصميم السيء للمناطق ، أو مسارات العودة المشتركة بين الوحدات المختلفة ، أو التغييرات المفاجئة في مرجع الأرض في الواجهات إلى إجبار تيارات العودة عالية التردد على اتخاذ اتجاهات أخرى.عندما يزداد طول مسار العودة، فإنه يخلق بشكل فعال مساحة حلقة أكبر، كلما زادت مساحة الحلقة، زادت قدرة الإشعاع.حتى إشارات الوضع التفاضلي في الأصل يمكن أن تنتقل إلى الوضع المشترك بسبب عدم التماثل في المسار ويتم إشعاعها في النهاية من خلال الهوائيات أو الكابلات

لماذا يصبح نظام تحديد المواقع عديم الفائدة تماماً عندما يتعرض للتدخل؟

الجيش الوطني الليبي موجود في الجبهة

الهدف من تصميم مكبر الضوضاء المنخفضة (LNA) هو تضخيم إشارات ضعيفة للغاية مع إدخال أقل قدر ممكن من الضوضاء الإضافية. ومع ذلك ، فإن لها عيبًا كبيرًا:لا يمكنه التمييز بين "الإشارة" و "التداخل"أي إشارة داخل النطاق أو مع نطاق كاف سيتم تضخيمها معا.التداخل القوي الذي يدخل LNA يمكن أن يؤدي إلى تأثيرات غير خطية مثل الضغط والتداخلوبعبارة أخرى ، بمجرد دخول إشارة إلى LNA ، يصبح من المستحيل تقريبًا استعادة جودتها بالكامل من خلال عمليات تصفية لاحقة.

النتيجة: الإشارات المفيدة تغرق

في التشغيل العملي، سوف تلاحظ العديد من الظواهر النموذجية: أطول أوقات البدء البارد، وتدهور مفاجئ في دقة تحديد المواقع،وإشارات ضعيفة بشكل خاص خلال اتجاهات القيادة معينةهذه المشاكل لا تنبع فقط من الإشارات الضعيفة ولكن من انخفاض نسبة الإشارة إلى الضوضاء. عندما تقترب مستويات التداخل أو تتجاوز قوة إشارة GNSS،يمكن للمستقبلين سوء تفسير القمم المقابلة، مما يؤدي إلى حسابات وضع غير مستقرة.

كيفية "مقاومة التدخل بالكاد" (الحل الأساسي)

ابدأ بالتوجه إلى "نقطة الدخول" (أكثر فعالية)

إضافة مرشح SAW/BAW (اختياري)

الوظيفة:

تكمن قيمة مرشحات SAW / BAW في "انتقاءها" ، وتحديداً قدرة قمعها خارج النطاق.يظهر جهاز GNSS عالي الجودة خسارة ضئيلة بالقرب من النطاق المرورية ولكنه يوفر عشرات ديسيبل من القمع خارج النطاق.

هذا يعني أن معظم التداخلات من النطاقات الترددية غير GNSS يتم تخفيفها قبل الوصول إلى LNA. في البيئة الكهرومغناطيسية المعقدة لأنظمة المركبات ،هذه الخطوة غالبا ما تجعل كل شيء أو لا شيء بدلا من مسألة جودة الأداءغياب المرشح يترك كل الضوضاء إلى جهاز التشغيل

اقتراح هندسي لأولوية:

L1 حاجة إضافة ضرورية

L1 + L5 هو أكثر تعقيدًا، تحتاج إلى مرشح مزدوج.

يجب أن يكون LNA بالقرب من الهوائي.

إشارة GNSS ضعيفة جداً

مفهوم حاسم في روابط الترددات الراديوية هو "تسلسل رقم الضوضاء". ببساطة، يتم تضخيم الخسائر في المراحل اللاحقة من قبل المراحل السابقة. على سبيل المثال،إذا كان جزء من الكابل بين الهوائي و LNA يتعرض لخسارة 1 ‰ 2، هذه الخسارة تساهم بشكل مباشر في رقم الضوضاء في النظام، وتتآكل فعليا جزءا من الإشارة الضعيفة بطبيعتها.وضع LNA بالقرب من الهوائي وزيادة مكاسبها في وقت مبكر يقلل بشكل كبير من تأثير الخسائر اللاحقةهذا هو السبب في أن العديد من هوائيات السيارات مصممة كهوائيات نشطة.

الخطوات الصحيحة:

الهوائي→ LNA ((لمس)→مرشح→الجهة الخلفية

يجب أن يكون إمدادات الطاقة الهوائية نظيفة (شرط رئيسي لمشروعك)

إمدادات الطاقة الكاميرا / إمدادات الطاقة الرئيسية تدخل الضوضاء يؤثر على إمدادات الطاقة لأنظمة GNSS.

تطلب هوائيات GNSS ، خاصة الهوائيات النشطة ، عادةً إمدادات الطاقة عبر خطوط محاورية أو مخصصة.إذا كان مصدر إمدادات الطاقة مباشرة من محول DC / DC للنظام دون تصفية كافية، يمكن أن تنتشر ضوضاء التبديل مباشرة على طول خط الطاقة الهوائية ودخول LNA من خلال دبوس الطاقة. مثل هذا التداخل ومسارات الإشارة تتشارك في أصل مشترك،مما يجعل الفصل اللاحق صعباًالعديد من المشاكل التي تبدو أنها أخطاء مرتبطة بالاتصالات الراديوية تنتج في نهاية المطاف من ضوضاء الطاقة التي تلوث الدوائر الأمامية من خلال هذا المسار.

يتم توفير الطاقة بواسطة LDO واحد / لا تستخدم DC / DC مباشرة

πتصفية النوع:الطاقة→L→C→GNSS

العديد من المشاكل المتعلقة بـ (GPS) تتعلق في الواقع بمشاكل إمدادات الطاقة.

يجب منع التداخل في الوضع المشترك:

محفز الوضع الشائع، حبة مغناطيسية

موقع التطبيق:

كابل الهوائي:

المفتاح هنا هو حجب مسار الوضع المشترك بمجرد دخول الضوضاء عالية التردد داخل النظام إلى كابل الهوائييتوقف عن أن يكون مشكلة محلية وينتشر عبر الكابل كدائرة كبيرةدور محفز الوضع المشترك هو زيادة عائق التردد العالي على طول هذا المسار ، وبالتالي منع الضوضاء من الدخول أو الخروج بشكل فعال.لاحظ أن وظيفته ليست لتصفية الإشارات ولكن للحد من تشكيل مسارات التيار - نهج مختلف أساسا عن تصفية LC التقليدية.

النقاط الرئيسية لتخطيط PCB (الأكثر سهولة في تجاهل):

الاستقلال الإقليمي لـ GNSS

لا تعتمد على تحويل DC / DC & لا تعتمد على الطريق السريع.

العزل المكاني يقلل بشكل أساسي من الارتباط. التداخل عالي التردد يربط في المقام الأول من خلال الحقول الكهربائية والمغناطيسية. كلما كانت المسافة أقرب كلما زادت مساحة السطح.كلما كان الارتباط أقوىيمكن لفصل منطقة GNSS عن مصادر الضوضاء العالية (مثل محولات DC / DC وسائقات المحرك وواجهات عالية السرعة) تقليل مسارات الارتباط بشكل كبير.ببساطة "إعادة وضع" المكونات أكثر فعالية من إضافة مجموعة من المكونات.

تواصل الطائرة الأرضية يحدد مباشرة مسار العودة. إذا تم قطع الأرض تحت منطقة GNSS، يتم إجبار تيار العودة على اتخاذ اتجاه آخر،خلق منطقة حلقة أكبر وبالتالي زيادة احتمال الإشعاع وتحويل الوضع المشتركعلى وجه الخصوص ، يجب ضمان مرجعية أرضية مستمرة تحت خط تغذية الهوائي ؛ خلاف ذلك ، سيتغير المعوق المكافئ ، والذي قد يؤثر حتى على التطابق.

توجيه الهوائي

داخل50Ω

أقصر ما يمكن

التحكم في العقبة لا يؤثر فقط على الانعكاسات ولكن أيضاً على سلامة الإشارة وربط الضوضاءوكلما زادت احتمالية أن تعمل كـ"هوائية استقبال" وتدخل تدخلاتفي التصميم الفعلي، تجنب الممرات غير الضرورية، والابتعاد عنها عن خطوط السرعة العالية، وتجنب عبور مناطق التقسيم، كل هذه التفاصيل تؤثر بشكل مباشر على أداء نظام GNSS.

GNSS ليست "إشارة ضعيفة" ؛ انها ببساطة "ضعيفة جدا ليتم تعريضها للخطر من قبل أفعالك الخاصة

العديد من مشاكل GNSS في نهاية المطاف لا تنبع من "بيئة خارجية سيئة،" لكن بدلا من الضوضاء غير المرغوب فيها التي تولد داخل النظام في نطاقات ترددية معينة التي تنتشر في سلسلة الاستقبالمن خلال معالجة هذه التحديات من خلال ثلاثة أساليب رئيسية للتصميم - التحكم في المسار، ومطابقة الطيف، وحماية الجانب الأمامي - يمكن تحسين استقرار أنظمة GNSS بشكل كبير.الصعوبة الحقيقية لا تكمن في إضافة المكونات، ولكن في تحديد وحل هذه القضايا خلال مرحلة التصميم.