GPSアンテナ

GPS アンテナの性能

GPS アンテナの性能は、主に次の要因によって影響されます。

1. セラミック シート: セラミック粉末の品質と焼結プロセスは、その性能に直接影響します。市場で一般的に入手可能なセラミック チップには、25x25、18x18、15x15、12x12 mm などのサイズがあります。セラミックシートの面積が大きくなると、誘電率、共振周波数が高くなり、受信状態が向上します。セラミック チップは主に正方形の形式で設計されており、XY 方向の共振がほぼ同じになるように設計されており、それによって均一な衛星信号の捕捉が実現されます。

2. 銀コーティング: セラミック アンテナ表面の銀コーティングは、アンテナの共振周波数に影響を与える可能性があります。理想的には、GPS セラミック チップの周波数は 1575.42 MHz と正確に一致している必要があります。ただし、この周波数は、特にデバイスに統合されている場合、環境要因の影響を非常に受けやすくなります。周波数を 1575.42 MHz に維持するには、銀コーティングの形状を調整する必要がある場合があります。したがって、GPS デバイスのメーカーはアンテナのサプライヤーと緊密に連携し、テスト目的で完全なデバイスのサンプルを提供する必要があります。

3. 給電点: セラミック アンテナは、給電点を通じて共振信号を受信し、バックエンドに送信します。アンテナの正のリアクタンス整合要件により、給電点は通常中心になく、XY 方向にわずかにオフセットされます。このインピーダンス整合技術は簡単でコスト効率が高くなります。 1 軸にオフセットがあるアンテナは単一バイアス アンテナと呼ばれ、両軸にオフセットがあるアンテナは二重バイアス アンテナと呼ばれます。

4. 増幅回路: セラミック アンテナをサポートする PCB の形状と面積が重要です。地面で反射する GPS 信号の特性を考慮すると、7 cm x 7 cm の途切れのないグランド プレーンがパッチ アンテナのパフォーマンスを最適化します。構造の美学やその他の要因によって課せられる制約にもかかわらず、実質的で均一な形状の接地面を維持することが推奨されます。増幅回路のゲインは、バックエンドの低ノイズ アンプ (LNA) のゲインと互換性がある必要があります。たとえば、SiRF の GSC3F チップセットでは、信号の飽和と自己励起を防ぐために、信号入力前の総ゲインが 29 dB を超えないよう規定しています。

GPS アンテナは、ゲイン、電圧定在波比 (VSWR)、雑音指数、軸比という 4 つの主要なパラメータによって定義されます。特に、軸比は、デバイス全体にわたる信号ゲインの方向の一貫性を評価するための重要な指標です。衛星は半球状の空にランダムに配置されているため、アンテナが全方向で同等の感度を示すことが重要です。軸比は、アンテナの性能、物理的構造、内部回路、および電磁干渉 (EMI) によって影響されます。