Antény GPS jsou vyrobeny tak, aby přijímaly rádiové vlny vysílané satelity GPS, které obíhají kolem Země. Tyto družice neustále vysílají signály, které obsahují informace o jejich poloze a přesném okamžiku, kdy byl signál vyslán. Anténa GPS musí být schopna zachytit slabé rádiové signály z mnoha satelitů a odfiltrovat nežádoucí rušení, aby mohla tyto signály přijímat.
Náplasťová anténa je typ antény, který jednotky GPS používají nejčastěji. Pro vytvoření tohoto typu antény se na dielektrický substrát umístí plochá kovová záplata obdélníkového nebo čtvercového tvaru. Koaxiální vodič spojuje patch s přijímačem GPS a odesílá přijaté signály do zařízení ke zpracování. Patch anténa má směrový vyzařovací diagram a vysokou účinnost, což jí umožňuje soustředit se na signály přicházející z určitého směru kompasu.
Trilaterace je technika používaná systémy GPS k příjmu signálů. Jedná se o časování doby, za kterou signály ze satelitů dorazí do přijímače. Přijímač GPS v zařízení porovnává časový rozdíl mezi dobou, kdy byly signály z družic doručeny, a dobou, kdy byly přijaty. Přijímač může určit vzdálenost mezi sebou a jednotlivými družicemi na základě znalosti rychlosti rádiových vln.
Pro dosažení co nejlepšího příjmu signálu se anténa GPS skládá z mnoha částí. Základními částmi jsou patch, zemní rovina a nízkošumový zesilovač (LNA). Patch je oblast antény, kde se přijímají satelitní signály. Často je vyrobena z mědi nebo jiného vodivého materiálu a je odborně navržena tak, aby rezonovala na frekvenci signálu GPS.
Základní rovina slouží jako odrazná plocha pro zlepšení výkonu antény. Je umístěna pod patchem a obvykle přesahuje skutečnou velikost patche. Zemní rovina pomáhá zvýšit zisk a směrovost antény, což zlepšuje příjem signálu.
Důležitou součástí antény GPS je nízkošumový zesilovač (LNA). Před přenosem do přijímače GPS zesiluje slabě přijímané signály z nášivky. LNA pomáhá vyrovnávat ztráty signálu, které mohou být způsobeny délkou kabelu nebo jinými prvky. Kromě toho zvyšuje celkovou citlivost antény GPS a zaručuje spolehlivý příjem signálu i v obtížném prostředí.
Antény GPS obvykle pracují s napětím 3,3 V nebo 5 V, pokud jde o potřebu napětí. Prostřednictvím koaxiálního kabelu připojeného k zařízení GPS je napětí dodáváno do antény. Aby byl zaručen co nejlepší výkon antény a nedošlo k poškození jejích součástí, je velmi důležité dodávat správné napětí.
Anténa GPS je proto nezbytnou součástí technologie GPS, která nám umožňuje přesně vypočítat naši polohu na Zemi. Anténa umožňuje systémům GPS provádět trilateraci a poskytovat přesné údaje o poloze díky příjmu signálů z mnoha družic. Základní rovina, nízkošumový zesilovač a patch anténa jsou klíčové prvky, které spolupracují na zajištění nejlepšího příjmu signálu. Pochopením fungování antény GPS můžeme ocenit, jak tato technologie revolučně změnila navigaci v našem současném prostředí.
Systém GPS se skládá ze dvou nezávislých částí: antény GPS a přijímače GPS.
Anténa globálního polohového systému (GPS) má na starosti zachycování satelitních signálů z konstelace. Jejím hlavním úkolem je shromažďovat sporadické slabé signály družic GPS a poskytovat je přijímači GPS k dalšímu zpracování. Aby anténa mohla účinně přijímat signály, musí mít přímou viditelnost na oblohu.
Signály získané z antény GPS musí být místo toho zpracovány přijímačem GPS. Ten na základě zkoumání časového průběhu a síly signálů vypočítá konkrétní polohu, rychlost a čas uživatele. Tyto údaje pak přijímač převede do čitelného formátu, jako jsou souřadnice zeměpisné šířky a délky, které lze zobrazit na zařízení GPS nebo použít v jiných aplikacích.
Závěrem lze říci, že anténa GPS má na starosti získávání satelitních signálů, zatímco přijímač GPS tyto signály interpretuje a určuje polohu uživatele a poskytuje navigační pokyny.
Správná činnost antén GPS vyžaduje čistou viditelnost. Anténa GPS přijímá signály, které vysílají družice na oběžné dráze Země. Anténa potřebuje volný výhled na oblohu, aby mohla tyto signály přesně přijímat a ujistit se, že signály neblokují nebo neoslabují žádné překážky, jako jsou stromy, budovy nebo jiné dřeviny. Bez čistého výhledu může mít anténa GPS potíže s účinnou interpretací signálů a jejich příjmem, což může vést ke snížení výkonu nebo případně ke ztrátě signálu.