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Divisores de señal GNSS para antenas GPS
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Divisores GNSS
Un divisor GNSS es un dispositivo de radio que divide una alimentación de entrada de una sola antena GNSS entre varios receptores o repetidores GNSS conectados. El divisor pasa señales de entrada que están dentro del rango GNSS, y la señal se transmite simultáneamente a cada receptor conectado.
Los divisores en línea son una solución esencial para proporcionar señalización GNSS sincronizada y confiable para múltiples dispositivos de sincronización y aplicaciones de posición y temporización.
Hay varios formatos de divisor GNSS, pero los divisores más comunes son:
- Divisor 1x2: una sola entrada de antena que se divide en dos salidas de señal GNSS
- Divisor 1x4: una sola entrada de antena que se divide en cuatro salidas de señal GNSS
- Divisor 1x8: una sola entrada de antena que se divide en ocho salidas de señal GNSS
- Divisor 1x64: una sola entrada de antena que se divide en 64 salidas de señal GNSS
Un divisor GNSS es ventajoso porque los múltiples puertos que proporciona ahorran en el costo, el tiempo y los tendidos de cable necesarios para instalar múltiples antenas individuales y supresores de sobretensiones para dispositivos conectados. Un solo divisor GNSS puede servir de manera competente a varios receptores. Los divisores GNSS son compatibles con los tipos más comunes de radionavegación, incluidos GNSS, GLONASS y Galileo. Dependiendo de la tecnología GNSS que maneje el divisor, estos dispositivos admiten las siguientes frecuencias: L1, L2 y L5.
El divisor GNSS está altamente aislado para minimizar el riesgo de interferencias o interacciones no deseadas entre diferentes receptores GNSS. El aislamiento de puerto a puerto mitiga los problemas de oscilación, como las fugas locales del oscilador y la reducción de los rendimientos.
Las pérdidas de inserción son otro factor que hay que tener en cuenta cuando se utiliza un divisor GNSS. Los divisores GNSS 1x2 básicos que envían la mitad de la señal de entrada a cada puerto de salida tienen pérdidas de señal de aproximadamente -3 dB, mientras que un divisor 1x3 tiene una pérdida de inserción de -5 dB y un divisor 1x4 tiene una pérdida de inserción de -7 dB. Esto significa que se debe seleccionar el divisor con el menor número de puertos, para mantener las pérdidas de inserción al mínimo. Una buena calidad de construcción es esencial para este componente, ya que los divisores GNSS y la antena conectada son vulnerables a convertirse en un punto de fallo para todos los receptores conectados. Los divisores GNSS de cuatro vías o más afectarán a un mayor número de dispositivos receptores si hay un fallo o un tiempo de inactividad.
La mayoría de los diseños están construidos para soportar condiciones interiores y exteriores con clasificaciones de protección de ingreso adecuadas. El costo de un divisor de calidad puede ser mayor que el costo de las antenas GNSS básicas y los cables para cada receptor.
Tipos clave de divisor GNSS
Hay dos tipos principales de divisores GNSS, divisores pasivos y activos:
Divisores GNSS pasivos
Los divisores GNSS pasivos, también conocidos como divisores de paso de CC, reciben su energía de los receptores GNSS conectados, por lo que no requieren su propia unidad de fuente de alimentación. La alimentación de CC del receptor conectado es adecuada para alimentar el divisor y la antena.
Los divisores pasivos (y las antenas conectadas) pueden recibir su voltaje de CC de:
- Ambos receptores receptores a través de un puerto primario y un puerto secundarioUn receptor a través de un puerto primario, llamado DC a través, mientras que el puerto secundario está bloqueado por DC.
- Alimentación de CC suministrada a través del cable coaxial
- La energía generalmente proviene de uno de los múltiples receptores conectados y algunos divisores pueden extraer energía de receptores alternativos si el receptor de alimentación está desconectado o el voltaje que suministra es demasiado bajo.
Divisor GNSS activo
Estos divisores autoalimentados también se conocen como divisores bloqueados por CC. Llevan una fuente de alimentación que alimenta tanto el divisor como la antena GNSS. Debido a que los divisores GNSS activos están alimentados, el voltaje del divisor debe coincidir con la antena. Las antenas GNSS tienen un rango de voltaje entre 2,5 y 12 VCC, por lo que la mayoría de los divisores activos suministran energía dentro de este rango para un rendimiento confiable.
Divisores GNSS amplificados
Un divisor GNSS amplificado tiene amplificación de señal incorporada. La amplificación compensa las pérdidas de inserción de hasta 24 dB y ahorra en la adición de un amplificador en línea separado. Los amplificadores GNSS también son alimentados por el divisor a un rango de voltaje de 5 a 20 V CC.
Divisores GNSS de montaje en bastidor
Los divisores de montaje en bastidor se utilizan para la conectividad GNSS de precisión en entornos interiores de investigación y laboratorio. Estos divisores con una fila de conectores de radio montados en panel pueden dividir una sola entrada de antena GNSS hasta 32 vías. Los divisores de montaje en bastidor son divisores activos con una fuente de alimentación adecuada para amplificar la señal y compensar las pérdidas de inserción.
Ejemplo de especificaciones físicas del divisor GNSS
Estos son algunos ejemplos de especificaciones físicas de un divisor GNSS 1x2 típico:
- Una entrada GNSS, dos salidas GNSS
- Conectores RF:
- Peso: 0,55 libras (250 gramos)
- Los divisores GNSS activos tienen un voltaje de fuente de fuente de alimentación de CC
- Otros componentes típicos incluyen:
- Carcasa de aluminio con orificios de montaje
- Blindaje contra interferencias electromagnéticas
- Protección contra sobretensiones
- Sellador e impermeabilizante
Especificaciones eléctricas de la muestra de divisor GNSS
- Rango de frecuencia: 1 a 2 GHz
- Impedancia de entrada y salida: 50 Ohm
- Pérdida de inserción: <3-4 dB
- Aislamiento: >18dB
- Ganancia amplificada: 24 dB
- Planitud de ganancia: <2 dB
- Factor de ruido: 1,8 dB
- Caudal de CC: 3 - 12 V
Aplicaciones del divisor GNSS
Los divisores GNSS son dispositivos de alta utilidad que tienen varias aplicaciones importantes:
Divisores para GNSS de alta precisión
Los divisores se utilizan en aplicaciones de prueba y navegación GNSS de precisión que requieren datos de ubicación y tiempo GNSS de alta precisión. Son especialmente útiles en dispositivos o vehículos que solo pueden alojar una única antena GNSS. Las aplicaciones GNSS de precisión que utilizan divisores incluyen:
- Topografía
- Estaciones de referencia
- Telecomunicaciones
Los divisores GNSS se utilizan habitualmente con servidores NTP Los servidores de protocolo de tiempo de red (NTP) son responsables de sincronizar los relojes de las computadoras en red y otros dispositivos. El servidor NTP recibe una señal GNSS a través de un divisor para utilizar la señal de transmisión por satélite como fuente de tiempo principal. Estos dispositivos de circuito abierto tienen detección de antena de sobrecorriente. Un divisor GNSS conectado debe emular una antena para que el NTP funcione. Esto se hace colocando una resistencia a través de las salidas de un divisor GNSS.
Divisores GNSS para vehículos aéreos no tripulados y robótica
Los divisores ayudan a dispositivos como drones, embarcaciones no tripuladas y robots a navegar con precisión. Un divisor permite que el número y el costo de las antenas GNSS en estos dispositivos con restricciones de costo, tamaño, peso y potencia (cSWaP) se mantengan bajos.
Conclusión:
Los divisores GNSS proporcionan una forma eficiente y fiable de distribuir la señal satelital de una sola antena a múltiples receptores sin comprometer el tiempo, la precisión de la navegación ni la integridad del sistema. Al seleccionar el tipo de divisor adecuado —pasivo, activo o amplificado— y teniendo en cuenta factores como la pérdida de inserción, los requerimientos de energía y el aislamiento, los ingenieros pueden soportar una amplia gama de aplicaciones dependientes de GNSS, desde telecomunicaciones y topografía de precisión hasta robótica y UAVs. Con un diseño e instalación adecuados, un divisor GNSS se convierte en una solución rentable y de alto rendimiento para despliegues GNSS con múltiples receptores.
Un divisor GNSS recibe una señal GNSS de entrada de una única antena y la divide entre múltiples receptores de salida.
Un divisor GNSS puede dividir competentemente una sola señal GNSS de entrada en múltiples señales de salida. La señal permanece sin cambios y solo se ve afectada por las pérdidas de inserción.
Los divisores GNSS activos tienen su propia entrada de energía DC, mientras que los divisores GNSS pasivos reciben su alimentación DC de los receptores GNSS conectados.
Los divisores pasivos requieren energía, pero esta se obtiene de los receptores GNSS conectados.
FAQs
¿Cuántos receptores se pueden conectar a una sola antena GNSS usando un divisor?
El número de receptores depende del tipo de divisor. Las configuraciones comunes incluyen 1x2, 1x4, 1x8 e incluso opciones de alta capacidad como 1x32 o 1x64 para sistemas de sincronización o laboratorio grandes.
¿Usar un divisor GNSS debilita la señal GNSS?
Sí, todos los divisores introducen pérdida por inserción. Un divisor básico 1x2 suele perder alrededor de –3 dB por salida, mientras que los divisores con más puertos tienen mayores pérdidas. Los divisores amplificados compensan esto aumentando la señal.
¿Qué significa aislamiento puerto a puerto en un divisor GNSS?
El aislamiento puerto a puerto previene interferencias entre receptores conectados. Un buen aislamiento evita problemas como fugas locales del oscilador o un rendimiento inestable del receptor.
¿Puede un único divisor soportar múltiples constelaciones GNSS?
Sí. La mayoría de los divisores GNSS soportan señales GPS, GLONASS, Galileo y otras señales GNSS, cubriendo normalmente las bandas de frecuencia L1, L2 y L5.
¿Cuándo debería elegir un divisor GNSS activo en lugar de uno pasivo?
Elige un divisor activo cuando necesites amplificación interna o cuando la antena requiera una alimentación estable y dedicada. Los divisores pasivos son adecuados cuando los receptores conectados ya proporcionan suficiente potencia de CC.
¿Son adecuados los divisores GNSS para instalaciones exteriores?
Muchos divisores GNSS están diseñados con carcasas resistentes a la intemperie, blindaje EMI, protección contra sobretensiones y clasificaciones de protección contra la entrada, lo que los hace adecuados tanto para uso en interiores como en exteriores.