1980 এর দশকের শেষের দিকে, গ্লোবাল পজিশনিং সিস্টেম (GPS) সফলভাবে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে বাণিজ্যিক অপারেশনে স্থাপন করা হয়েছিল। এর দ্বারা অনুপ্রাণিত হয়ে, বিশ্বের অন্যান্য অনেক দেশও GPS-এর নিজস্ব সংস্করণ তৈরি করেছে এবং চালু করেছে, যা সম্মিলিতভাবে গ্লোবাল নেভিগেশন স্যাটেলাইট সিস্টেম (GNSS) নামে পরিচিত। বিগত 25 বছরে, GNSS প্রযুক্তি ক্রমাগত বিকাশ করেছে এবং আন্তঃসংযুক্ত বিশ্বে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করেছে। বর্তমানে, GNSS এর মধ্যে রয়েছে ইউরোপীয় ইউনিয়ন থেকে গ্যালিলিও, রাশিয়া থেকে GLONASS, চীন থেকে Beidou, ভারত থেকে IRNSS/NavIC এবং জাপান থেকে QZSS। প্রথাগত GPS রিসিভারের তুলনায় যেগুলি শুধুমাত্র GPS স্যাটেলাইট সিস্টেমগুলি ব্যবহার করে, GNSS রিসিভার সিস্টেমগুলি একাধিক কম্পাঙ্ক ব্যান্ড ব্যবহার করে একাধিক উপগ্রহ নক্ষত্রের সাথে সমন্বয় করে কাজ করে, উচ্চ নির্ভুলতা এবং নির্ভরযোগ্যতা অর্জন করে।
অ্যান্টেনা হল রিসিভারের একটি মূল উপাদান, ব্যবহারকারীর সুনির্দিষ্ট অবস্থান, নেভিগেশন এবং সময় নির্ধারণ করতে স্যাটেলাইট দ্বারা নির্গত দুর্বল রেডিও সংকেতগুলি ক্যাপচার করতে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে৷ তাই, GNSS রিসিভারদের একাধিক ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ড ব্যবহার করতে হবে, যা মহাকাশে বিভিন্ন স্যাটেলাইট নেভিগেশন সিস্টেম দ্বারা প্রেরিত নিম্ন এবং উচ্চতর রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি (RF) ব্যান্ডগুলির সাথে মিলে যায়। জিএনএসএস রিসিভার দ্বারা আচ্ছাদিত ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ড এবং ফ্রিকোয়েন্সিগুলি নিম্নরূপ সংক্ষিপ্ত করা হয়েছে:
L1, E1 এবং B1 ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডের ফ্রিকোয়েন্সি পরিসীমা হল 1559 MHz থেকে 1610 MHz
L2, E6, B3 এবং L6 ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডের ফ্রিকোয়েন্সি সীমা হল 1217 MHz থেকে 1300 MHz
L5, E5, B2 এবং L3 ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডের ফ্রিকোয়েন্সি সীমা হল 1164 MHz থেকে 1217 MHz
তাই, জিএনএসএস রিসিভার ব্রডব্যান্ড বা মাল্টি ব্যান্ড অ্যান্টেনা ব্যবহার করে যা বিভিন্ন স্পেস স্যাটেলাইট নেটওয়ার্ক দ্বারা ব্যবহৃত একাধিক ফ্রিকোয়েন্সি রেঞ্জ পরিচালনা করতে পারে। মাল্টি ব্যান্ড ফ্রিকোয়েন্সি ব্যবহার GNSS রিসিভার সিস্টেমের অবস্থান নির্ভুলতা এবং নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করতে পারে, সংকেত ত্রুটি এবং হস্তক্ষেপ কমাতে পারে এবং GNSS অ্যান্টেনাগুলিকে প্রশস্ত এবং কঠোর পরিবেশে চমৎকার কর্মক্ষমতা প্রদান করতে সক্ষম করে।
মাল্টি ব্যান্ড নেস্টেড প্যাচ অ্যান্টেনা
প্রারম্ভিক জিপিএস রিসিভার সিস্টেমে বড় এবং ভারী স্তুপীকৃত অ্যান্টেনা ব্যবহারের কারণে, যা মূল্যবান স্থান গ্রহণ করেছিল, সাম্প্রতিক বছরগুলিতে কমপ্যাক্ট এবং ফ্ল্যাট সমাধানগুলির জন্য একটি উচ্চ চাহিদা রয়েছে। আধুনিক জিএনএসএস আরএফ ফ্রন্ট-এন্ড মডিউলগুলির প্রয়োজনীয়তাগুলিকে দক্ষতার সাথে এবং খরচ কার্যকরভাবে পূরণ করার জন্য, টাওগ্লাস লিমিটেড অত্যন্ত সীমাবদ্ধ এবং সুনির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য একটি চমৎকার অ্যান্টেনা প্রযুক্তি ডিজাইন এবং বিকাশ করেছে। কোম্পানির ইনসেপশন সিরিজ HP5354। A হল 1160 MHz থেকে 1610 MHz পর্যন্ত একাধিক ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ড সহ একটি প্যাসিভ প্যাচ অ্যান্টেনা, যা অবস্থান নির্ভুলতা, দৃঢ়তা এবং নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এটি উদ্ভাবনী সিরামিক নেস্টেড প্যাচ অ্যান্টেনা প্রযুক্তি গ্রহণ করে, একক ফ্রিকোয়েন্সি জিপিএস অ্যান্টেনার মতো একই বাহ্যিক মাত্রার মধ্যে দুটি অ্যান্টেনা এম্বেড করে (চিত্র 1)। অতএব, এটি Beidou (B1/B2a), GPS/QZSS (L1/L5), GLONASS (G1), এবং গ্যালিলিও (E1/E5a) ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডগুলির (IRNSS/NavIC (L5) সহ) জন্য অপ্টিমাইজড পোলারাইজেশন লাভ নিশ্চিত করতে পারে৷ এটি যেকোনো স্থানে বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনের সাথে সামঞ্জস্যতা নিশ্চিত করে।
HP5354 এর ছবি। Tao Glass Co., Ltd-এর এন্ট্রি-লেভেল সিরিজের একটি অ্যান্টেনা
চিত্র 1: ইনসেপশন সিরিজ HP5354। A হল একটি ফ্ল্যাট নেস্টেড প্যাচ অ্যান্টেনা যা GNSS রিসিভার সিস্টেমের জন্য ব্যবহৃত হয়। (ছবির উৎস: টাওগ্লাস লিমিটেড)
HP5354। A কে ডুয়াল ব্যান্ড পারফরম্যান্সের জন্য অপ্টিমাইজ করা হয়েছে এবং এটি 35 মিমি x 35 মিমি এবং 4 মিমি উচ্চতার মাত্রা সহ একটি কমপ্যাক্ট এবং ফ্ল্যাট অ্যান্টেনা। এটিতে একটি 11 পিনের সারফেস মাউন্ট সিরামিক প্যাকেজ রয়েছে, L1 এবং L5 ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডে অর্থোগোনাল রেডিও সিগন্যাল ক্যাপচার করতে ব্যবহৃত তিনটি পিন সহ। এই তিনটি পিনের মধ্যে দুটি L1 ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডে সিগন্যাল গ্রহণ করতে ব্যবহৃত হয় এবং তৃতীয় পিনটি L5 ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডে সংকেত গ্রহণ করতে ব্যবহৃত হয়। বাকি আটটি পিন গ্রাউন্ডেড।
আউটপুট শেষে সর্বোত্তম অক্ষীয় অনুপাত এবং ডান-হাত সার্কুলারলি পোলারাইজড (RHCP) সংকেত পাওয়ার জন্য, L1 ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডের দুটি ইনপুট সংকেত প্রস্তাবিত হাইব্রিড কাপলার HC125A (চিত্র 2) ব্যবহার করে একত্রিত করা হয়। HC125A একটি সমতল (1.5 মিমি উচ্চ) পৃষ্ঠ মাউন্ট প্যাকেজ গ্রহণ করে, কম সন্নিবেশ ক্ষতি এবং সুষম আউটপুট প্রশস্ততা সহ, মাল্টি ব্যান্ড GNSS অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত।
L1 ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডে দুটি ইনপুট সংকেত একত্রিত করার জন্য প্রস্তাবিত হাইব্রিড কাপলার ব্যবহার করার পরিকল্পিত চিত্র
চিত্র 2: L1 ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ড থেকে দুটি ইনপুট সংকেত HC125A হাইব্রিড কাপলারে একত্রিত করা হয় যাতে RHCP সংকেত তৈরি করার সময় সর্বোত্তম অক্ষ অনুপাত নিশ্চিত করা যায়। (ছবির উৎস: টাওগ্লাস লিমিটেড)
এছাড়াও, ডবল ফেড পয়েন্ট অ্যান্টেনা 70 মিমি x 70 মিমি এর গ্রাউন্ড প্লেনে টিউন করা হয়েছে এবং পরীক্ষা করা হয়েছে এবং চমৎকার রেডিয়েশন প্যাটার্ন দেখানো হয়েছে। উপরন্তু, এটি ব্যাপকভাবে দুটি ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডে ফ্রিকোয়েন্সি সম্পর্কিত মূল পরামিতিগুলিকে চিহ্নিত করে। এই পরামিতিগুলির মধ্যে রয়েছে রিটার্ন লস, ভোল্টেজ স্ট্যান্ডিং ওয়েভ রেশিও (VSWR), দক্ষতা, গড় লাভ, সর্বোচ্চ লাভ, অক্ষীয় অনুপাত, ফেজ সেন্টার অফসেট, ফেজ সেন্টার প্রকরণ এবং গ্রুপ বিলম্ব।
ডাবল ফেড পয়েন্ট অ্যান্টেনার একটি সমতল আকৃতি রয়েছে এবং এটি এমন পরিস্থিতিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহার করা যেতে পারে যেখানে ঐতিহ্যবাহী স্ট্যাক করা প্যাচ ডিজাইনগুলি খুব ভারী এবং লম্বা। প্রস্তাবিত অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে রয়েছে নেভিগেশন, শিল্প ট্র্যাকিং, স্বায়ত্তশাসিত যান এবং রোবোটিক্স, সেইসাথে পরিধানযোগ্য ডিভাইস, ছোট সম্পদ ট্র্যাকার এবং নির্ভুল কৃষি।
ফ্রন্ট-এন্ড আরএফ সিগন্যাল চেইন তৈরি করা
যদিও মাল্টি ব্যান্ড GNSS অ্যান্টেনা ব্যবহারকারীর নিজস্ব GNSS ফ্রন্ট-এন্ডের সাথে মিলিত হতে পারে, Taoglas উল্লেখযোগ্যভাবে TFM.100A GNSS ফ্রন্ট-এন্ড মডিউল ব্যবহার করে সিগন্যাল চেইনের ডিজাইনকে সহজ করে তোলে যা মাল্টি ফিড পয়েন্ট প্যাচ অ্যান্টেনার জন্য বিশেষভাবে ডিজাইন করা হয়েছে।
এই মডিউলটিতে একটি দ্বি-পর্যায়ের লো নয়েজ এমপ্লিফায়ার (LNA) রয়েছে যার একটি লাভ 25 ডেসিবেল (dB) এর বেশি সমস্ত ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডে এবং একটি নয়েজ ফিগার (NF) 3 dB-এর কম। এটি একটি SAW/LNA/SAW/LNA টপোলজি গঠনের জন্য LNA এর সাথে মিলিত একটি সারফেস অ্যাকোস্টিক ওয়েভ (SAW) ফিল্টার ব্যবহার করে, অপ্রয়োজনীয় আউট অফ ব্যান্ড (OOB) হস্তক্ষেপ দমন করতে এবং GNSS লো-নয়েজ অ্যাম্পলিয়ারের ওভারলোড রোধ করতে কম-ফ্রিকোয়েন্সি এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সিগন্যাল পাথ প্রক্রিয়াকরণের সময়। TFM.100A-তে SAW ফিল্টারটি সাবধানে নির্বাচন করা হয়েছে এবং একটি কম 3 dB শব্দের চিত্র বজায় রেখে চমৎকার OOB দমন করার জন্য স্থাপন করা হয়েছে। সারফেস মাউন্ট ডিভাইসটি 20 × 18 মিমি পরিমাপ করে এবং এটি 1.8 থেকে 5.5 ভিডিসি পর্যন্ত একক পাওয়ার সাপ্লাই দ্বারা চালিত হয়। বিস্তৃত ইনপুট ভোল্টেজ পরিসীমা ফ্রন্ট-এন্ড মডিউলটিকে বেশিরভাগ জিএনএসএস রিসিভারে সহজেই একত্রিত করতে সক্ষম করে।