GPS Antenna là gì? Vai trò và chức năng

GPS Antenna là một bộ phận không thể thiếu trong các thiết bị thu tín hiệu vệ tinh GPS. Vậy cụ thể GPS Antenna là gì? Vai trò và chức năng của GPS Antenna là gì? Hãy cùng tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây!

Các nội dung chính

GPS Antenna là gì? Một số loại GPS Antenna phổ biến

– GPS Antenna là gì?

Hệ thống định vị vệ tinh GPS hoạt động bằng cách thu tín hiệu từ các vệ tinh xoay xung quanh Trái Đất. Những vệ tinh này được đồng bộ hóa cùng đồng hồ nguyên tử và vị trí tại thời điểm truyền tín hiệu. Trong đó, GPS Antenna là một bộ phận không thể thiếu để định vị địa lý chính xác.

GPS Antenna là phần không thể thiếu trong các thiết bị định vị vệ tinh.

GPS Antenna (hay Ăng-ten GPS), là giao diện chính giữa của hệ thống vệ tinh trong không gian (phân đoạn không gian GPS) và các thiết bị thu tín hiệu GPS (phân đoạn người dùng).

Những GPS Antenna được sử dụng trong các thiết bị thu tín hiệu vệ tinh GPS thường được hình thành nên từ các bộ phận gồm: Một phần tử bức xạ (Radiating Element), phần nối với mặt đất (Ground Plane), cùng với đó là bộ khuếch đại (Amplifier) được bảo vệ bởi một vòm ra-đa (Radome).

Chức năng cụ thể của từng bộ phận trong GPS Antenna như sau:

Phần tử bức xạ (Radiating Element): Phụ trách về băng thông của Antenna cùng với các đặc tính bức xạ.
Phần nối với mặt đất (Ground Plan): Tạo điều kiện cho hình dạng mô hình bức xạ, chủ yếu ở góc độ cao thấp.
Bộ khuếch đại (Amplifier): Phụ trách thiết lập các mô phỏng nhiễu cho các thiết bị thu.
Vòm Ra-đa (Radome): Phụ trách những ảnh hưởng liên quan đến trung tâm pha.

Dựa vào những đặc điểm của hệ thống định vị vệ tinh GNSS nói chung và GPS nói riêng, Antenna thường là các loại ăng-ten có cấu hình phân cực tròn ở bên tay phải và mô hình để tiếp nhận không gian gần bán cầu. Với cấu hình này, GPS Antenna cho phép người sử dụng tiếp nhận được tín hiệu vệ tinh từ bất kỳ phương vị nào kể cả từ thiên đỉnh đến chân trời, từ đó tối đa hóa được khả năng hiển thị của vệ tinh.

– Một số loại GPS Antenna phổ biến

Để đáp ứng cho đa dạng nhu cầu công việc cũng như nhiều loại thiết bị định vị khác nhau, GPS Antenna được thiết kế thành nhiều loại với cấu tạo, kích thước chuyên biệt. Cụ thể dưới đây là một số loại GPS Antenna phổ biến:

GPS Antenna vá (Patch Antenna): Có cấu tạo vi dải mỏng, cấu hình thấp, thường dùng cho thiết bị di động cầm tay, thiết bị có hệ số dạng nhỏ như máy định vị GPS cầm tay hay điện thoại thông minh.

GPS Antenna vá thường được trang bị trên máy định vị GPS cầm tay.

GPS Antenna cửa quay (Turnstile Antenna): Cấu tạo gồm hai lưỡng cực cấp nguồn theo pha 90 độ, trong đó có một ăng-ten cửa xoay nằm ngang trong không gian tự do được phân cực dọc trên mặt phẳng của chính nó và có những phân cực tròn đối diện trên dưới. Phù hợp cho các máy định vị GPS dùng trong trắc địa khi kết hợp với mặt phẳng vòng choke.
GPS Antenna xoắn ốc (Helical Antenna): Cấu tạo ở dạng hình trụ hoặc hình nón với một dây dẫn xung quanh và tùy thuộc vào cấu hình mà loại Antenna này có thể dùng khi có hoặc không có mặt phẳng nối đất. GPS Antenna xoắn ốc trong các máy thu GNSS được sử dụng như ăng-ten định hướng, có mô hình bức xạ dọc theo trục ăng-ten.
GPS Antenna Ra-đa (Radome Antenna): Cấu tạo từ các phần tử ăng-ten đặt trong mái vòng hình bán cầu, cùng ra-đa được thêm vào để bảo vệ ăng-ten khỏi thời tiết, an ninh, động vật hoang dã khi lắp đặt tại các vị trí đặc biệt (ví dụ như trên mái nhà).
GPS Antenna vòng cuộn cảm (Choke Ring Antenna): Thiết kế gồm phần tử ăng-ten trung tâm và các vòng cuộn cảm bao quanh với một số dòng dẫn điện đồng tâm, bao bọc trong vòm bảo vệ. Loại ăng-ten này có khả năng loại bỏ tín hiệu đa đường dẫn và độ cao thấp hay phản xạ trên mặt đất.
GPS Antenna mặt phẳng điện trở (Resistive Plane Antenna): Dùng điện trở để cản tín hiệu không mong muốn đến ăng-ten. Tín hiệu đập vào mặt phẳng sẽ mất năng lượng trước khi đến được phần tử rồi gây nhiễu. Hiệu suất loại ăng-ten này tương tự với GPS Antenna vòng cuộn cảm nhưng chi phí, trọng lượng thấp hơn.
GPS Antenna mảng theo pha (Phased-Array Antenna): Gồm nhiều phần tử ăng-ten sắp xếp ở kiểu mảng, mỗi tín hiệu từ ăng-ten trong mảng được xử lý thông qua các dịch pha tự động. Loại GPS Antenna này thường được dùng phục vụ cho ứng dụng quân sự hay cao cấp.
GPS Antenna Parobol (Parabolic Antenna): Loại antenna này dùng bề mặt phản xạ parabol để định hướng sóng vô tuyến, có tính định hướng cao nên các tín hiệu RF từ các vệ tinh chỉ được nhận theo một hướng cụ thể.

Vai trò và chức năng của GPS Antenna

Nhìn chung, GPS Antenna đóng vai trò quan trọng trong hệ thống định vị toàn cầu GPS (Global Positioning System) từ khả năng thu nhận tín hiệu từ vệ tinh, xử lý và cung cấp thông tin vị trí đến thiết bị định vị. Ngoài ra, GPS Antenna còn hỗ trợ cải thiện độ chính xác, tin cậy nhờ giảm thiểu nhiễu và che chắn tín hiệu.

Cụ thể, GPS Antenna có chức năng chính là thu tín hiệu vệ tinh từ băng tần L. Cũng bởi vì thế mà GPS Antenna được tập trung thiết kế các yếu tố như băng thông tín hiệu, tần số trung tâm, khả năng truyền tín hiệu, giảm lỗi đa đường dẫn và một số yếu tố liên quan đến cơ điện.

Với chức năng trên, GPS Antenna có vai trò quan trọng đối với công tác định vị, đáp ứng đa dạng nhu cầu công việc với mức chi phí, kích thước và độ chính xác khác nhau:

Định vị trên thiết bị định vị di động hoặc điện thoại thông minh: Trên hầu hết các thiết bị định vị di động hay điện thoại thông minh hiện nay đều được trang bị khả năng định vị nhờ tích hợp GPS Antenna. Loại Antenna được tích hợp trên các thiết bị này thường là GPS Antenna Handheld với đặc điểm nổi bật là kích thước nhỏ, chi phí và mức điện năng tiêu thụ thấp.
Công tác khảo sát đất đai, xây dựng, lâm nghiệp và những ứng dụng di động khác: GPS Antenna Rover được sử dụng phổ biến trong khảo sát đất đai, xây dựng và lâm nghiệp nhờ đáp ứng được yêu cầu cân bằng giữa tính di động và độ chính xác. Thông thường, GPS Antenna Rover được lắp trên cột cầm tay hoặc giá đỡ, giá ba chân. Tuy nhiên, chính vì thế mà GPS Antenna sẽ bị hạn chế về kích thước và trọng lượng khiến độ lệch tâm pha cao hơn.
Công tác khảo sát, trắc địa: GPS Antenna vòng cuộn cảm đa tần số/đa vệ tinh mang lại độ cố định và chính xác cao, được tích hợp trong các máy thu GPS sử dụng trong công tác khảo sát, trắc địa.
…

Thiết bị định vị vệ tinh GNSS được sử dụng trong khảo sát, trắc địa.

Qua bài viết trên, có thể thấy rằng GPS Antenna là một phần không thể thiếu đối với các thiết bị định vị vệ tinh hiện nay. Quý khách hàng có nhu cầu tìm hiểu và tư vấn chi tiết hơn, hãy liên hệ ngay đến HOTLINE 0903 825 125 để được hỗ trợ nhanh chóng nhất!