최신 GPS/GNSS 안테나를 통한 센티미터 수준의 위치 측정 실현

그림 1: GNSS (이미지 출처: Molex)

GPS(위성 위치 확인 시스템 )/GNSS(위성 항법 시스템) 안테나를 사용하면 추적 및 위치 측정 응용 제품에서 GPS/GNSS 위성군에 접근할 수 있습니다. 이러한 안테나는 우주에서 전송되는 L 대역 신호를 포착하여 처리 장치로 전달하여 수신기 위치를 파악합니다. 새로운 신호와 주파수를 수신하고 더 많은 응용 제품이 고도로 정밀한 위치 측정 기능을 활용하게 되면서 GNSS 안테나의 중요성이 점점 높아지고 있습니다.

다양한 시장에서 GNSS 안테나가 응용되고 있지만, 여전히 주요 응용 분야는 추적이며 정밀도와 정확도가 성공을 결정합니다. 이전에는 미터 수준의 정확도면 양호한 것으로 생각했지만, 새로운 CDNSS 기법과 클록, 궤도, 대기 모델의 발전으로 인해 시장에서는 센티미터 수준의 위치 추적 기능에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 오늘날 추적 응용 제품 사용자는 대상자가 어느 차선으로 운전 중인지 파악하는 것으로 만족하지 않고 차가 차선의 어느 부분에 위치하는지까지 알고자 합니다. 다행히 위성 시스템은 센티미터 수준의 정확도를 제공하는 L-5와 같은 새로운 L 대역 주파수를 사용하고 활성화하고 있습니다.

DigiKey는 정밀한 L-2 및 L-5 주파수를 사용할 수 있는 L 대역을 지원하는 Molex 안테나를 제공합니다. 또한 Molex 설계자는 고이득 고방사 효율성 세라믹 패치 스택을 통해 고정밀 추적 응용 제품에 우수한 신호 처리 및 GPS 정확도를 제공하고 기지국이 필요 없는 패치 스택 GNSS 안테나를 개발했습니다. 이러한 안테나는 L1, L5, GLONASS 주파수 대역에서 작동하여 데시미터 수준부터 서브미터 수준까지의 지리 공간 데이터 정확도를 제공합니다. 추적 기능이 매우 정밀하기 때문에 UAV, 드론, 차량 안전 시스템, 실시간 운동역학(RTK) 시스템과 같은 정확한 위치 추적 응용 제품에 이상적인 제품입니다.

그림 2: 차량 내비게이션 시스템의 GNSS 안테나 (이미지 출처: Molex)

GNSS 안테나의 성공을 결정하는 요인은 정확도, 지속성, 신뢰성이며, 이러한 요인은 안테나의 강도와 응용 제품의 몇 가지 특성에 따라 결정됩니다. 따라서 요구 사항에 적합한 안테나를 찾기 위해서는 핵심 파라미터에 관해 이해하는 것이 중요합니다. GNSS 안테나 선택 시 고려해야 할 4가지 요인은 다음과 같습니다.

1. 지역/주파수
2. 크기
3. 소재 및 형태
4. 안테나 위치

1. 작동 지역/전송 주파수

당연하게 들릴 수 있지만, 안테나는 GNSS 신호에 적합한 주파수 범위에서 작동해야 합니다. 미국에서는 GPS, 러시아에서는 GLONASS를 사용하는 것처럼 지역마다 다른 GNSS 시스템을 사용합니다. 특정 지역에 초점을 둔 제품의 경우에는 해당 GNSS 시스템을 인식해야 높은 정확도를 유지할 수 있습니다.

그림 3: Molex 스택 L1+L5 GPS 세라믹 패치 안테나 (이미지 출처: Molex)

2. 제품/안테나 크기

제품 크기와 PCB에 따라 안테나를 설치할 수 있는 위치가 결정되므로 제품 크기를 알아야 합니다. 안테나는 크기에 따라 동작이 달라지며 불량한 안테나 배치는 안테나의 출력 전력, 효율성, 지향성에 영향을 줄 수 있습니다.

3. 안테나 소재 및 형태

GNSS 추적기에는 세라믹, 연성, 다양한 복합 소재 안테나를 선택할 수 있지만 추적 장치의 작동 환경과 기타 부품에 따라 선택할 수 있는 소재와 전송 효율성이 달라집니다. 예를 들어, 웨어러블 추적 장치에는 연성 안테나가 더 적합하고 견고한 응용 제품에는 금속 실장 안테나를 선택하는 것이 좋습니다. 크기가 문제라면 소형 안테나가 가장 적합하며 응용 제품에 고정된 방향이 필요한 경우에는 고이득 안테나가 해결책이 될 수 있습니다. 제품 설계와 응용 제품에 관한 이해를 바탕으로 적합한 안테나 구성을 선택하세요.

그림 4: Molex의 콤팩트 SMT GPS 안테나(고성능 LDS 버전) (이미지 출처: Molex)

4. 안테나 위치

안테나가 내부에 있나요 또는 외부에 있나요? 납땜 연결인가요 아니면 케이블을 통해 연결되나요? 위치는 방사 패턴과 효율성에 영향을 미치며 시스템과 사용자 경험에서 최적의 성능을 결정합니다. 안테나를 PCB에 설치하면 안테나 설명서를 읽고 추가적인 요구 사항을 파악해야 합니다.

응용 제품에 가장 적합한 안테나를 선택하도록 돕는 기술 지원을 제공하여 신뢰할 수 있는 제조업체나 유통업체 안테나를 구매하면 이러한 설계 및 구성 과제를 간소화할 수 있습니다. DigiKey는 미국과 글로벌 위성 시스템에 정확도가 높은 우수한 RF 성능을 제공하는 다양한 폼 팩터와 크기의 Molex 차세대 GNSS 안테나를 제공합니다.

Molex의 GNSS 안테나 설계 솔루션

Molex는 통신 및 내비게이션 시스템 업계를 독보적으로 선도하는 기술 자료 및 업계 전문성을 제공합니다. 지금까지 이룩한 발전에서 볼 수 있듯 Molex는 현재 및 향후의 요구 사항에 적합한 솔루션을 제공합니다. DigiKey의 Molex 제품에서 LDS/MID, 세라믹, 연성, Wi-Fi, 콤보, 스택-패치 GNSS 안테나를 확인해 보세요. 또한 Molex의 IoT, LTE 셀룰러, LPWAN, NFC, UWB, ISM 안테나를 비롯한 다양한 안테나 솔루션 제품 라인이 필요한 경우에도 DigiKey를 방문해 주세요.

그림 5: Molex 세라믹 GPS 안테나는 동축 케이블로 PCB에 연결할 수 있습니다. (이미지 출처: Molex)