Sposób poprawy odbioru GPS w samochodzie

r_202_14_1r_202_14_2
Sposób poprawy odbioru GPS w samochodzie

Wyeliminuj słaby odbiór w samochodach
Przenośny system nawigacji często cierpi na słaby odbiór, gdy jest używany w samochodzie.
Można to łatwo poprawić za pomocą aktywnej anteny i opisanego tutaj mini obwodu, który pełni również funkcję ładowarki.
Siła sygnału przenośnego systemu nawigacyjnego, takiego jak TomTom, Garmin eTrex lub PDA/telefon komórkowy z wbudowanym odbiornikiem GPS, jest często słaba w samochodzie ze względu na metalową powłokę, która jest często nakładana na przednią szybę nowoczesnego samochodu.
Możliwym rozwiązaniem jest aktywna antena zewnętrzna.
Ten typ anteny jest dostępny we wszystkich kształtach i rozmiarach.
Jednak wiele przenośnych odbiorników GPS nie ma już połączenia z anteną zewnętrzną (więcej); PDA to nie wszystko, co może mieć jeden.
Aby zapewnić system nawigacji bez połączenia anteny zewnętrznej z silniejszym sygnałem satelitarnym, można zastosować tak zwaną antenę radiacyjną.
Antena pętlowa jest instalowana w systemie nawigacyjnym, z tyłu lub z przodu (w zależności od położenia anteny odbiorczej w systemie nawigacyjnym), który następnie dokonuje odpromieniowania odbieranego i wzmocnionego sygnału GPS z aktywnej anteny zamontowanej na zewnątrz samochód.
W ten sposób system nawigacyjny nadal może odbierać wystarczająco silny sygnał, aby system mógł prawidłowo funkcjonować.
Do tego projektu potrzebna jest tylko komercyjna aktywna antena GPS i dostrojony obwód, który ponownie odpromieniowuje sygnał wyjściowy dostępny na złączu na końcu aktywnego kabla antenowego.
Ponadto potrzebujemy regulowanego zasilacza do zasilania aktywnej anteny GPS.
I chociaż mamy jedną z nich, możemy jednocześnie używać jej do ładowania/zasilania systemu nawigacyjnego lub PDA w samochodzie.
Obwód jest tak mały, że można go łatwo umieścić na niewielkim kawałku płytki prototypowej o powierzchni kilku centymetrów kwadratowych.
Obwód zasadniczo składa się ze standardowego zastosowanego regulatora napięcia LM317 (C3 dla mniejszego szumu i większego tłumienia tętnień/interferencji) oraz obwodu przejściowego dla sygnału z aktywnej anteny do anteny, który zostanie zamontowany w pobliżu systemu nawigacyjnego.
Antena ramowa służy do elementu promieniującego.
Wykonany jest z wytrzymałego kawałka emaliowanego drutu miedzianego przylutowanego do płytki prototypowej, na której zbudowana jest pozostała część obwodu.
Drut ma długość 19cm, równą długości fali sygnału GPS.
Zwykle zaleca się utrzymywanie pętli między 1/8 a 1/4 długości fali, aby zapobiec rezonansowi własnemu.
Ale przy większym wymiarze łatwiej jest zgiąć go do kształtu, który bardziej pasuje do odbiornika GPS (pętla musi być umieszczona w pobliżu anteny wewnętrznej).
Zasilanie aktywnej anteny jest najpierw odłączone od RF z rezystorem R4 i kondensatorami C5/C6.
Rezystor R4 jest normalnym rezystorem przewlekanym, który służy głównie, jako cewka indukcyjna.
Utrzymując wartość R4 na niskim poziomie, spadek napięcia na niej jest możliwie jak najmniejszy.
Cewka L1 oddziela aktywny sygnał anteny od napięcia zasilania.
Cewka L1 jest cewką z rdzeniem powietrznym, wykonaną przez uzwojenie kilku zwojów (około 6) wokół wiertła o małej średnicy (średnica 5 mm).
Poszczególne zwoje należy utrzymywać w odległości co najmniej grubości stosowanego drutu (na przykład 0,5mm CuL).
Ma to na celu zminimalizowanie wewnętrznej pojemności.
Do sprzężenia sygnału z aktywnej anteny z anteną ramową służy standardowy kondensator 100pF.
Nic z tego nie jest bardzo krytyczne.
Zdjęcie (rys. 2) pokazuje zmontowany prototyp.
Obwód okazał się działać znakomicie.
Przetestowaliśmy go w grubych ścianach naszego zamku za pomocą, między innymi, nawigacji Pocket PC Mio P350.
Nie było odbioru wewnątrz budynku, ale dzięki umieszczeniu go obok anteny pętlowej (ramowej) dość szybko udało się znaleźć sześć satelitów.
Aktywna antena została umieszczona w pobliżu okna.
Napięcie 5V na K2 może być użyte, jako źródło zasilania dla nawigacji Pocket PC (lub odbiornika GPS lub innego urządzenia z funkcją GPS).
Często jest to złącze mini-USB, które służy również do ładowania akumulatora.
Bezpiecznik F1 służy celom bezpieczeństwa, więc podczas eksperymentów nie z łatwością uszkodzisz jeden z bezpieczników w instalacji elektrycznej samochodu.
W naszym prototypie pobór mocy (bez obciążenia K2) wyniósł nieco poniżej 28mA.
Wygląda na to, że nie ma standardu dla złącza na końcu kabla aktywnej anteny.
Ta sama antena jest często dostępna z różnymi typami złączy.
Do testów wykorzystaliśmy starszy typ firmy Trimble (39265-50), który ma 5 metrów kabla i złącze MCX.
Istnieją również aktywne anteny ze złączami SMA, SMB itp.
Zanim kupisz aktywną antenę, sprawdź, czy możesz uzyskać odpowiednie złącze do montażu do obudowy.
Autor: Ton Giesberts
`