정밀 농업을 위한 RTK GNSS 안테나 개발

고객 배경

아르헨티나의 농기계 제조업체는 농업용 트랙터를 위한 RTK 기반 정밀 유도 시스템을 개발 중이었습니다.

이 시스템은 자동 항법 및 정밀 필드 작업을 위해 설계되었으며, 트랙터가 일관된 경로를 유지하고 파종, 경작 및 기타 농업 활동 중 위치 정확도를 향상시키는 데 도움을 줍니다.

트랙터는 장시간 야외에서 작동하므로 고객은 먼지, 비, 습기 및 지속적인 진동에 노출되는 환경에서도 안정적인 신호 수신을 유지하면서 여러 위성 시스템과 주파수 대역을 지원할 수 있는 GNSS 안테나가 필요했습니다.

고객은 RTK 포지셔닝 시스템을 위한 안정적인 GNSS 안테나 솔루션을 찾기 위해 프로젝트 개발 단계에서 당사에 연락했습니다.

1단계 – 애플리케이션 요구 사항 분석

고객의 트랙터 RTK 항법 시스템 및 실제 작동 환경을 기반으로 다음 요구 사항에 중점을 두었습니다:

• GPS, BeiDou, GLONASS 및 Galileo 지원
• 다중 대역 GNSS 수신
• 트랙터 이동 중 안정적인 위성 신호 수신
• RHCP 편파
• 낮은 노이즈와 충분한 LNA 이득
• 실외 먼지, 비 및 습기로부터 보호
• 고객의 기존 RTK 포지셔닝 시스템과의 호환성
• 옥상 장착 및 실외 설치에 적합

실제 애플리케이션 환경을 이해함으로써 트랙터의 설치 조건 및 RTK 시스템 요구 사항을 기반으로 안테나 솔루션을 선택할 수 있었습니다.

2단계 – GNSS 안테나 솔루션

고객의 기술 요구 사항을 기반으로 프로젝트에 풀밴드 액티브 GNSS 안테나를 제공했습니다.

이 안테나는 듀얼 4포인트 피드 및 듀얼 스택 패치 아키텍처를 특징으로 하며, 다중 위성 및 다중 대역 GNSS 신호 수신에 최적화되어 있습니다.

이 안테나는 다음을 지원합니다:

• GPS: L1 / L2 / L5
• BDS: B1 / B2 / B3
• GLONASS: G1 / G2 / G3
• Galileo: E1 / E5a / E5b / E6

다중 위성 및 다중 대역 설계는 RTK 포지셔닝 시스템에 광범위한 GNSS 신호 커버리지를 제공하여 정밀 농업 애플리케이션의 포지셔닝 요구 사항을 지원합니다.

3단계 – 기술 사양 확인

프로젝트 요구 사항을 기반으로 최종 안테나 사양은 다음과 같이 확인되었습니다:

전기적 사양 외에도 트랙터의 설치 위치와 실외 작동 조건을 고려하여 기계적 설계 및 보호 요구 사항이 애플리케이션에 적절하게 맞춰지도록 했습니다.

4단계 – 실외 환경 및 설치 설계

농업용 트랙터는 일반적으로 개방된 필드 환경에서 장시간 작동하며, 안테나는 먼지, 비, 습기 및 지속적인 기계적 진동에 노출될 수 있습니다.

이 프로젝트를 위해 안테나는 IP67 등급 하우징을 특징으로 하여 먼지와 물의 침투를 방지합니다.

안테나는 트랙터 지붕이나 하늘이 잘 보이는 다른 적절한 위치에 설치할 수 있으며, 주변 구조물이 GNSS 신호 수신에 미치는 영향을 최소화하는 데 도움이 됩니다. 또한 견고한 기계적 설계는 실외 농기계 애플리케이션의 신뢰성 요구 사항을 지원합니다.

5단계 – 성능 검증

솔루션이 확인된 후 안테나의 주요 RF 성능에 대한 테스트 및 검증을 수행했습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다:

• VSWR 테스트

• 반사 손실 검증
• 이득 측정
• LNA 이득 검증
• 노이즈 성능 검증
• GNSS 신호 수신 테스트
• 실외 환경 적합성 검증
테스트 결과는 안테나가 고객의 RTK 포지셔닝 시스템의 기술 요구 사항을 충족하는지 확인하고 시스템 통합을 위한 기술 데이터를 제공하는 데 사용되었습니다.

6단계 – 시스템 통합

안테나는 농기계 애플리케이션을 위한 고객의 트랙터 RTK 항법 시스템에 통합되었습니다.

트랙터 지붕에 설치된 GNSS 안테나는 여러 위성 별자리로부터 신호를 수신하고 RTK 포지셔닝 장비에 안정적인 GNSS 신호 입력을 제공합니다.

다중 대역 및 다중 위성 기능을 통해 시스템은 GPS, BeiDou, GLONASS 및 Galileo의 신호를 활용할 수 있어 정밀 농업 항법을 위한 안정적인 GNSS 수신 기반을 제공합니다.

프로젝트 결과

RTK GNSS 안테나 솔루션은

다중 위성 수신, 다중 대역 커버리지, RHCP 편파, 높은 이득, 낮은 노이즈 및 실외 보호에 대한 고객의 요구 사항을 성공적으로 충족했습니다.이 솔루션은 다음과 같은 다양한 농기계 및 정밀 농업 애플리케이션에 적합합니다:

• RTK 자동 조향

• 정밀 트랙터 유도
• 정밀 파종
• 필드 매핑
• 농업 항법
• 농장 관리 시스템

다중 위성 GNSS 수신, 다중 대역 커버리지, RHCP 편파 및 IP67 실외 보호를 결합하여 이 안테나는 농기계에 사용되는 RTK 포지셔닝 시스템에 안정적인 GNSS 신호 수신을 제공합니다.당사의 맞춤형 기능

다양한 농기계, RTK 장비 및 정밀 농업 애플리케이션을 위해 다음과 같은 맞춤형 GNSS 안테나 서비스를 제공합니다:

• GNSS 주파수 맞춤 설정

• 안테나 크기 최적화
• 이득 및 노이즈 성능 최적화
• 커넥터 맞춤 설정
• 케이블 길이 맞춤 설정
• 장착 구조 설계
• 안테나 매칭 최적화
• 프로토타입 개발 및 테스트
• 대량 생산 지원

안테나 설계 및 제조 분야에서 15년 이상의 경험을 바탕으로 솔루션 개발 및 프로토타입 테스트부터 대량 생산까지 엔드투엔드 안테나 지원을 제공하여 고객이 특정 애플리케이션을 위한 안정적인 안테나 솔루션을 개발하도록 돕습니다.