1. Классификация антенн GPS/ГЛОНАСС-навигаторов
По конструкивному исполнению антенны GPS/ГЛОНАСС-навигаторов бывают двух видов:
- внутренняя (встроенная) антенна - находится внутри корпуса навигатора;
- внешняя аненна - устанавливается снаружи навигатора и соединяется с ним кабелем.
- плоская (Patch) антенна;Â
- спиралевидная (Helix) антенна.
 |
 |
| Плоская Patch-антенна | Спиралевидная Helix-антенна |
Название спиралевидной антенны (Helix) связано с особенностью ее конструкции - она представляет собой диэлектрик цилиндрической формы с навитой на него спиралью.
Если антенна внутренняя (в большинстве навигаторов), то тип антенны можно определить визуально - плоская антенна располагается внутри корпуса навигатора и снаружи её не видно, а спиралевидная â выступает за пределы корпуса навигатора в виде гибкого "прута".
1.1. Характеристики разных типов антенн GPS/ГЛОНАСС-навигаторов
Какой же из двух типов антенн является предпочтительным? Какая антенна â плоская или спиралевидная â обеспечивает наилучшее качество приема сигнала и точность местоопределения? Правильный ответ здесь один: Обе антенны по-своему хороши, просто они предназначены для решения разных задач.
В действительности на качество приема сигнала влияет не тип конструкции, а усиление антенны и ее диаграмма направленности. Эти параметры в свою очередь зависят от размеров нтенны.Â
Плоская антенна (Patch) â более предпочтительна для использования в автомобильных GPS/ГЛОНАСС-навигаторах, поскольку более приспособлена для приёма сигнала от спутников, располагающихся вверху, а не у горизонта, что более важно в условиях применения навигатора в автомобиле и высотной городской застройки. Кроме того, согласно алгоритму работы GPS-приемник выбирает спутники, которые расположены под большим углом к горизонту, т.е. вверху. Вместе с новейшими высокочувствительными чипсетами плоская антенна обеспечивает непрерывное позиционирование, поскольку принимает даже отраженные сигналы. Хотя точность будет уменьшаться, но в любой момент времени пользователь будет иметь рассчитанное значение координат. Ещё одно достоинство плоской антенны â изящный дизайн. И автомобильный, и портативный навигаторы без выступающей наружу антенны выглядят более эстетично, а не как первые мобильные телефоны с внешней антенной. Плавные линии, ограничивающие дисплей, украсят салон автомобиля, а закругленная форма корпуса позволит удобно переносить навигатор в кармане брюк или куртки.Â
Спиралевидная антенна (Helix) - более предпочтительна для использования в туристических навигаторах. Благодаря выступющей спиралевидной конструкции стержневого типа, спиралевидная антенна имеет имеет диаграмму направленности 180 градусов и способна принимать сигнал даже от спутников, находящихся возле горизонта, также она имеет большие размеры и поэтому обеспечивает лучшее усиление, чем плоская нтенна. Следовательно, GPS-приемник со спиралевидной антенной способен отслеживать большее количество спутников. Спиралевиднные антенны намного лучше работают в вертикальном положении, а значит они больше подходят для портативного оборудования (трекеров, навигаторов для туристов), так как в таких ситуациях вертикальное положение более вероятно.
Опыт различных пользователей показал, что спиралевидная антенна в целом намного лучше принимает радиосигнал в лесистой местности или при высокой облачности. Из-за особенности поверхности, выступающая спиралевидная антенна обеспечит лучший прием во время дождя, поскольку капли воды не собираются на ней. Â Испытания современных устройств со спиралевидной антенной показало, что они способны принимать сигнал даже в помещении с окнами и в поезде, хотя, конечно, погрешность в этом случае возрастает.Â
Существенный недостаток спиралевидной антенны â это снижение чувствительности вблизи металлической поверхности (в авомобиле) и в случае, если располагается рядом с телом человека, например, в кармане брюк. Плоская антенна работает в этих условиях намного лучше. Â
1.2. Внешние антенны
Существует три типа внешних антенн для навигаторов:
- активная;
- пассивная;
- переизлучающая антенна.Â
Главным отличием активной внешней антенны является наличие встроенного в неё LNA-усилителя (Low Noise Amplifier, усилитель с низким уровнем собственных шумов). Усилитель необходим для усиления принятых слабых сигналов и компенсации потери сигнала при его передаче по кабелю внешней антенны. Для работы активной внешней антенны требуется питание усилителя. Подключение производится через внешний антенный разъем GPS-приемника. Поскольку активные внешние антенны для навигаторов получают питание от самого устройства, то большинство приемников определяет наличие внешней антенны по увеличенному току нагрузки, и автоматически отключают встроенную антенну. Активная внешняя антенна для навигатора необходима, когда приемник находится в закрытом помещении, либо прямая видимость неба сильно ограничена гористой или лесистой местностью.Â
Пассивные внешние антенны для навигаторов не включают в себя усилитель и поэтому не требуют дополнительного питания. По этой же причине длина кабеля обычно не должна превышать одного-двух метров. Пассивная антенна для навигатора может помочь, если есть небольшие препятствия для видимости спутников, например, во время движения в автомобиле по городу в условиях плотной высотной зыстройки. Â
Переизлучающая внешняя антенна может понадобиться, если у GPS-навигатора нет внешнего разъема для подключения антенны. Переизлучающая внешняя антенна состоит из двух антенн:
- принимающей антенны, которая находится вне помещения или транспортного средства;
- передающей антенны - располагается рядом с приемником навигатора.
Для возможности подключения внешней антенны в навигаторе должен быть установлен соответствующий разъём. Для современных автонавигаторов наличие разъёма для подключения внешней антенны стало редкостью, так как современный уровень развития схемотехники встроенных антенн и чувствительности чипсетов позвроляет обеспечивать уверенный приём на встроенную антенну в самых сложных условиях внешней среды.
2. От чего ещё зависит качество приёма GPS/ГЛОНАСС-навигатора?
Вообще качество приёма навигационных сигналов зависит не только от типа и конструкции антенны, но и чипсета навигатора, причём в соотношении 50 на 50! Это объясняется тем, что вычисление текущих географических координат - сложная мтематическая задача, требующая высокого быстродействия навигационного процессора. Â
От чипсета зависят такие характеристики навигатора как: время поиска спутников после включения, возможность вычисления координат навигатора по отраженным сигналам от спутников (в условиях высоких гор и густой растительности, туристические навигаторы делают это хуже чем автомобильные), возможность использования растровых карт большого размера с высокой детализацией (требующих много места на диске), качество графики на дисплее, быстродействие, использование карт памяти (для хранения нескольких навигационных карт и пройденных маршрутов) и т.д.
Следует отметить, что, в части быстродействия и возможностей чипсета, автонавигаторы всегда идут на оди или два шага вперёд туристических навигаторов, т.к. производителей автонавигаторов много и конкуренция очень высокая, заставляя производителей создавать всё более быстрые и совершенные устройства.