A Spatial Signal Processing Review for Practical GNSS Antenna Arrays

• Autores: Marranghelli, Ezequiel Alejandro; López La Valle, Ramón Gerardo; Roncagliolo, Pedro Agustín
• Año de publicación: 2018
• Idioma: inglés
• Tipo de recurso: documento de conferencia
• Materia: Electrotecnia; Arreglo de Antenas; Acoplamiento Mutuo; Procesamiento Espacial; Mitigación de Interferencias; GNSS
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

The performance of an isolated antenna compared with itself but embedded (in-situ) in an array is not the same mostly due to the influence of mutual coupling and electromagnetic diffraction. Although signal processing techniques have been widely spread in literature for antenna arrays of elements with same physical properties and same performance, there is not enough mention regarding antennas with dissimilar behaviors. The usual way of avoiding this problem is by means of some kind of compensation that can reduce the differences but not always eliminate them, unless the information of the active radiation pattern of the antennas in array and wideband compensation techniquesare used. A great advantage of employing adaptive methods for processing with antenna arrays is that it ensures good performance even without requiring this complete information. However, the distortions incorporated to the acquired signals by such processing step added to the improper characterization of the antenna array degrades the precision of the received signal parameters measurements. In this paper we analyze the need of using compensation techniques in GNSS applications when the performance of the array of antennas is properly characterized. The degrading effects of using adaptive antenna arrays on acquired GNSS signals and how to avoid them are also evaluated. Simulated results that involve an array of microstrip antennas for GNSS are presented.
El desempeño de una antena que se encuentra aislada comparada con el de la misma antena embebida (insitu) en un arreglo de antenas es distinto debido mayormente a la influencia del acoplamiento mutuo y la difraccion electromagnética. Si bien las técnicas de procesamiento de señales para arreglos de antenas con elementos de misma naturaleza e igual desempeño están ampliamente divulgadas en la literatura, no hay suficiente mención respecto a antenas con comportamientos disímiles. La forma usual de sortear este problema es por medio de una compensación que puede reducir las diferencias, pero no siempre eliminarlas a menos que se emplee la información del diagrama de radiación activo de las antenas dispuestas en arreglo y técnicas de compensación de banda ancha. Una gran ventaja de emplear metodos adaptivos para el procesamiento con arreglos de antenas es que asegura un buen desempeño aún sin requerir esta información completa. Sin embargo, las alteraciones incorporadas a la/s señales adquiridas por dicha etapa de filtrado sumado a la no adecuada caracterización del arreglo de antenas degrada la precisión de las mediciones de los parámetros de las señales recibidas. En este trabajo se analiza la necesidad de emplear técnicas de compensación en aplicaciones de GNSS cuando se tiene adecuadamente caracterizado el desempeño del arreglo de antenas. Se evaluan también los efectos adversos de emplear arreglos de antenas adaptivos sobre las señales GNSS adquiridas y cómo evitarlos. Se presentan resultados simulados que involucran un arreglo de antenas de microtira para GNSS.
Facultad de Ingeniería