NAVITEC 2014 in Noordwijk, Niederlande

Eric Schäfer¹, Safwat Irteza², André Jäger¹, Björn Bieske¹, André Richter¹, Muhammad Abdullah Khan¹, Muralikrishna Sathyamurthy¹, Sebastian Kerkmann¹, Alexander Rolapp¹, Eckhard Hennig¹, Ralf Sommer^1
1 IMMS Institut für Mikroelektronik- und Mechatronik-Systeme gemeinnützige GmbH, Ilmenau, Germany, ² RF and Microwave Research Laboratory, Ilmenau University of Technology, Ilmenau, Germany

3.–5.12.2014, Noordwijk, Niederlande: 7th ESA Workshop on Satellite Navigation Technologies & European Workshop on GNSS Signals and Signal Processing

Donnerstag, 4.12.14, 17:00, Session "B6 – Robust GNSS Receiver Design"

In ihrem Beitrag stellen die Autoren ein vierkanaliges GNSS-Frontend-IC für einen kompakten und gegenüber Interferenz- und Störsignalen resistenten Mehrantennenempfänger für Galileo E1-B/C- und GPS L1-Signale vor. Das Frontend umfasst vier kohärente Signalpfade mit einer Zwischenfrequenz von 75,42 MHz, einem gemeinsamen PLL-basierten Frequenz-Synthesizer, welcher das 1500-MHz-Lokaloszillatorsignal generiert, und eine I2C-Schnittstelle für den Parameterabgleich. Das Frontend hat eine Verstärkung von 83 dB, eine Rauschzahl von 2,8 dB und einen eingangsbezogenen 1-dB-Kompressionspunkt von –73,5 dB, um eine Sättigung im Störfall zu verhindern. Eine Isolation zwischen den Signalpfaden von mindestens 30 dB stellt eine hohe räumliche Auflösung sicher. Die Leistungsaufnahme beträgt 231,7 mW ohne und 255,7 mW mit vorhandenen Störern.

Die präsentierten Ansätze basieren auf den Arbeiten des 2013 abgeschlossenen dreijährigen Forschungsprojekts „KOMPASSION“. In diesem Projekt haben das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt, die TU Ilmenau, die RWTH Aachen und das IMMS neue Konzepte, Technologien und Algorithmen erforscht, um adaptive Gruppenantennen zur störungsfreien Satellitennavigation kompakter zu gestalten. Solche Antennen erfüllen sehr hohe Anforderungen bezüglich der Störsicherheit, die beispielsweise für sicherheitskritische Szenarien mit autonomen Fluggeräten gelten. Bislang sind diese Antennen jedoch für einen Einsatz in kleinen Robotern und Mobilgeräten zu groß und zu schwer. Die entwickelte Empfangseinheit ist nur ein Viertel so groß ist wie eine konventionelle Gruppenantenne mit gleicher Anzahl an Einzelelementen und demonstriert die Anwendbarkeit der entwickelten Verfahren. Das IMMS hat die Empfänger-Frontend-Schaltung entwickelt, die das Bindeglied zwischen der Gruppenantenne und der digitalen Auswerteelektronik bildet.