GPS 수신 안테나는 우선회 원편파 RHCP, 하늘 커버리지, 대역과 위상 중심을 함께 평가합니다. 스파이럴이 GPS 장치의 85%를 차지한다는 근거는 제시되지 않았습니다. 평면 스파이럴과 입체 헬리컬을 구분하고 패치 등 다른 구조와 비교해야 합니다.
GPS 편파와 수신 방향
GPS 직접 도래 신호는 기본적으로 RHCP를 사용하므로 수신 안테나도 이에 맞는 편파가 바람직합니다. 회전 방향은 관측 방향의 정의와 함께 확인합니다.
이상적인 원편파를 이상적인 선형 편파 안테나로 받을 때 편파 전력 결합비는 1/2로 약 3 dB 손실입니다. 실제로는 타원율, 방향과 주변 반사도 영향을 줍니다.
측위는 여러 방향의 위성을 이용합니다. 한 방향의 최대 이득만으로는 충분하지 않으며 필요한 고각 범위의 응답을 확인합니다.
스파이럴과 헬리컬 구분
평면 스파이럴은 평면에 소용돌이 모양의 도체 팔을 둡니다. 주파수에 따라 주 방사 영역이 달라지는 광대역 설계가 가능하지만 유한 크기와 급전이 실제 범위를 제한합니다.
헬리컬은 원통이나 원뿔 주변으로 도체를 감는 입체 구조입니다. 축 모드와 다중 선 구조 등 여러 방식이 있습니다. 단순히 3～5회 감았다는 조건만으로 GNSS 패턴과 편파를 결정하지 않습니다.
두 구조를 모두 나선형이라고 부를 수 있어도 같은 급전 원리나 형상으로 취급하지 않습니다. 도면에서 평면 여부, 도체 수와 급전을 확인합니다.
패치와 다른 후보
패치는 낮은 높이를 구현하기 쉬우며 원편파를 위한 모드와 급전을 설계합니다. 접지판, 외함, 치수와 배치가 특성을 바꿉니다.
측지용으로 초크 링을 갖춘 구조 등도 사용합니다. 레이돔은 내부 방사 소자와 조합하는 보호 부품이며 자체가 방사체 종류의 명칭은 아닙니다. 재료명만으로 고정된 측위 정밀도를 보증할 수 없습니다.
L1·L2·L5 주파수
| 대역 | 중심 주파수 |
|---|---|
| L1 | 1575.42 MHz. |
| L2 | 1227.60 MHz. |
| L5 | 1176.45 MHz. |
중심뿐 아니라 필요한 신호 스펙트럼을 전달하는 대역폭이 있어야 합니다. 안테나를 광대역으로 교체해도 수신기가 지원하지 않는 신호를 처리하게 되지는 않습니다. 다중 대역 지원이 1～2 GHz 전체 연속 성능을 뜻하지도 않습니다.
축비와 다중 경로
축비는 편파 타원의 장축과 단축 비이며 이상적인 원편파는 1, dB로 0입니다. 필요한 주파수와 방위·고각에서 평가합니다. 천정 방향의 좋은 값만으로 전 방향을 보증하지 않습니다.
반사로 편파가 변할 수 있지만 항상 완벽한 LHCP가 되어 제거되지는 않습니다. 재료, 입사각과 다중 반사에 따르고 수신 안테나에도 교차 편파 응답이 있습니다.
원편파만으로 다중 경로를 항상 60% 줄이거나 역편파 분리만으로 신호 인증과 간섭 내성을 모두 확보한다는 주장은 적절하지 않습니다.
능동 회로와 위상 중심
LNA는 뒤쪽 손실의 영향을 줄이는 데 도움이 됩니다. 이득, 잡음, 필터, 선형성과 전원을 수신기에 맞춥니다. 증폭량 dB를 방사 소자의 이득 dBi와 혼동하지 않습니다.
정밀 측위에서는 전기적 위상 중심 위치와 방향·주파수에 따른 변동을 확인합니다. 레이돔과 설치 조건을 포함하는 교정이 필요할 수 있습니다. 낮은 축비 하나로 위치 오차를 정할 수는 없습니다.
설치 상태에서 비교
접지판, 외함, 케이블과 가까운 금속을 포함합니다. 차량은 차체와 장착 위치가 영향을 줄 수 있습니다. 같은 수신기와 조건에서 C/N0, 추적 안정성, 관측값과 위치 결과를 비교하고 시간 및 위성 배치 차이를 고려합니다.
자료는 ESA Navipedia의 GNSS 안테나 구조와 GPS 신호 계획입니다. 구조 설명을 시장점유율 증거로 바꾸지 말고 실제 요구 특성에 따라 선택하십시오.
