Почему и зачем нужен предварительный фильтр (Pre-Filters)?

Вступление

С внедрением и повсеместным распространением сетей сотовой связи, Wi-Fi и других радиочастот растет озабоченность по поводу потенциального негативного воздействия этих близкорасположенных и гармонических частот на антенны ГНСС. Близкорасположенные частоты и гармонические сигналы могут насыщать малошумящие усилители (МШУ) на антеннах ГНСС. Это приводит к тому, что сигнал со спутника не передается на приемник ГНСС. Чтобы смягчить эти потенциальные эффекты, перед МШУ может быть помещен предварительный фильтр (Pre-Filters) и это предотвратит насыщение МШУ близкорасположенными и гармоническими частотами. Tallysman предлагает широкий ассортимент ГНСС  антенн с предварительным-фильтром (опционально).

Описание проблемы

Взаимодействие с активными пользователями антенн Tallysman сделало возрастающую проблему негативного влияния близкорасположенных и гармонических частот на антенны ГНСС абсолютно очевидной.

На Рис. 1 показан спектр, записанный заказчиком из Японии, указывающий на помехи в полосе ГНСС от вышки сотовой связи LTE, расположенной примерно в 50-100 м от антенны ГНСС. Этот сигнал перегружал приемник ГНСС, делая его неспособным отслеживать спутники. Проблема была решена, когда заказчику была предоставлена антенна, которая имела фильтрацию для отклонения внутриполосного интерферирующего сигнала LTE. 

Рис. 1 Спектральная плотность частот (Япония)

Частотная спектральная плотность, записанная заказчиком в Японии, показывает внутриполосный интерферирующий сигнал (маркер 2) от вышки сотовой связи LTE, которая находилась примерно в 50-100 м от антенны ГНСС. Сигнал LTE перегружал приемник ГНСС, делая его неспособным отслеживать спутники ГНСС.

Также были получены сообщения о плохой работе ГНСС от компании, базирующейся в Остине, штат Техас. В этом случае качество одного из сигналов GPS, расположенного в полосе L2 (1227,6 МГц), было нарушено, в то время как другие сигналы в полосе L1 (1575,42 МГц) остались неизменными.

На Рис. 2 показаны графики спектральной плотности. Пики в левой части графика, а также большое скопление пиков в правой половине графика являются нежелательными сигналами. Предоставление заказчику антенны с предварительной фильтрацией для отклонения внеполосных сигналов решило эту проблему. Внеполосные сигналы приводили к внутриполосным помехам на частоте L2C (приблизительно 1227,6 МГц) из-за интермодуляторных искажений.

Рис. 2 Спектральная плотность частот (Остин)

Рис. 3  Использование частот, предложенное Ligado (Lightsquared)

Частотная спектральная плотность на данном рисунке показывает внутриполосные помехи, которые потенциально являются результатом интермодуляции внеполосных интерферирующих сигналов. Эти помехи ухудшали качество сигнала ГНСС в полосе L2.

Компании Tallysman известно о компании Ligado Networks (ранее Lightsquared), которая предлагает обеспечить восходящую линию связи Земля-спутник на частотах чуть выше диапазона ГНСС  (см. Рис. 3). Относительно высокий уровень мощности восходящей линии связи потенциально может создавать помехи для ГНСС. 

Обратите внимание на непосредственную близость значений сигналов Земля - Космос- (1631.5 МГц-1645.5 МГц) в полосе частот ГНСС (1164 МГц до 1610 МГц).

На Рис.4 список тестов, которые Tallysman делает для проверки своих МШУ для одночастотных/мультичастотных  антенн.

Рис. 4  Тесты Tallysman для одночастотных/мультичастотных  антенн

О компании Tallysman

Компания Tallysman имеет штаб-квартиру и производство в Оттаве, Канада и является ведущим производителем высокоточных антенн и компонентов для применения в глобальных навигационных спутниковых системах (ГНСС).

Официальным дилером на территории РФ и ЕврАзЭС является компания ООО «ГНСС плюс»  www.gnssplus.ru