GPS L1 Bandında Karıştırıcı Bastırmak için 4 Elemanlı Aktif Anten Dizisi Tasarımı (original) (raw)

Özet: Küresel Konumlandırma Sistemi'ne yönelik karıştırıcılar, uydulardan gelen düşük güçteki sinyallerin üzerine yüksek güçte gürültü yayını ilave ederek konumlandırma sisteminin kabiliyetini ya kısmen zayıflatır, ya da tamamen devre dışı bırakır. Anten dizilerinin kullanımı, antenin kazanç diyagramında sıfır kazanç bölgeleri oluşturur ve bu sıfır kazanç bölgelerinin dizi sinyal işleme yöntemleri kullanılarak karıştırıcı sinyallerin geliş açılarına yönlendirilmesine olanak sağlar. Bu makale ile, Küresel Konumlandırma Sistemlerine yönelen karıştırıcı tehditlerin uzaysal filtreleme ile bastırılması amacı ile kullanılabilecek 4 elemanlı aktif anten dizisi tasarım çalışmaları; teori, simülasyon, üretim ve ölçüm aşamaları ile incelenecektir. Abstract: Global Positioning System (GPS) jammers add excessive noise to the received low power GPS signals and have capability to either weaken or completely destroy the positioning performance of GPS receivers. Usage of antenna array creates null regions in radiation pattern and make possible to steer these null regions toward jammer sources by array signal processing approaches. In this paper, design of four element active GPS antenna array is examined with subsections of theory, simulation, production and test stages. 1 GİRİŞ GPS, Dünya yüzeyinden 20000 km yükseklikte bulunan uyduların yayınları üzerinden hizmet veren bir navigasyon sistemidir. Navigasyon bilgisi ise en az dört uydudan gelen sinyallerin geliş zamanları kullanılarak çıkarılır. GPS uyduları ile dünya arasındaki mesafeden ötürü GPS sinyalleri alıcılara çok düşük güçlerde ulaştığından, istemli veya istemsiz karıştırıcılar pozisyonlama servisini ya kısmen zayıflatır ya da tamamen devre dışı bırakır. Karıştırıcı tehditlerine karşı tedbir olarak çok sistemli çok frekanslı alıcılar, çentik filtre uygulamaları ve anten dizisi destekli alıcı koruma sistemleri üzerinde çeşitli çalışmalar yapılmaktadır [1]. Anten dizisi destekli alıcı koruma sistemleri, alınan sinyal üzerinde herhangi bir bilgi kaybına sebep olmadığından ve çoğu durumda diğer navigasyon sistemlerine geçiş ihtiyacı da bırakmadığından son dönemlerde popüler olarak üzerinde çalışılan bir konudur. Normal GPS antenleri gökyüzünde olabildiğince fazla uydu alabilmek için yarı uzayda neredeyse yönsüz ışıma paternine sahiptir. Antenlerin bu özellikleri, GPS alıcılarını karıştırıcı sinyallere de açık hale getirmektedir. Anten dizilerinin kullanımı ile anten dizisi ışıma paterninde sıfır kazanç bölgeleri oluşturmak mümkün olmaktadır. Antenlerden alınan örneklere uygulanacak kompleks ağırlıklandırma çarpanları ile bu sıfır kazanç bölgelerinin karıştırıcılara bakması ile karıştırıcıların belli seviyelere kadar bastırılması mümkün olmaktadır. Bu makale ile aktif GPS anten dizisi tasarım çalışmaları; dairesel polarizasyona sahip yaklaşık kare tasarımlı mikroşerit yama anten, 4 elemanlı dairesel anten dizisi ve 4 kanallı LNA kartı alt başlıkları ile incelenmektedir. Sonuç kısmı ile de yapılan çalışmalar özetlenmektedir. 2 DAİRESEL POLARİZASYONA SAHİP MİKROŞERİT YAMA ANTEN TASARIMI GPS uyduları, sadece askeri alıcılara yönelik L2 bandında, hem askeri hem sivil alıcılara yönelik de L1 bandında yayın yapmaktadır. GPS L1 bandındaki yayının merkez frekansı 1575.42 MHz ve sivil C/A kodu için bant genişliği 2.046 MHz'dir. Uydulardan gelen GPS sinyalleri sağ el dairesel polarizasyona sahiptir. GPS alıcı anten tipi olarak mikroşerit yama anten, üretim kolaylıkları, düşük üretim maliyetleri ve sağladığı performans kriterleri ile sıklıkla tercih edilmektedir. Mikroşerit GPS anteni tasarımımızda, empedans eşleme ve üretim kolaylığı getirdiği için