August 14, 2007

GPSチップアンテナ

電子工作をしていると、何か面白い部品がないか、部品漁りを定常的にしているのですが、最近sparkfunで面白いものを見つけたので、購入してみました。それが今回のお題のGPSチップアンテナです。

このアンテナ、非常に小さいです。商品のページにもあるとおり硬貨よりも小さいので、模型飛行機などでGPSを利用するときに重宝しそうです。しかしながら、このままでは受信機にとりつけることが難しいので、SMAのRFコネクタを接続した基板を作ってみることにしました。
ここでSMAコネクタは、基板の端に取り付けるタイプ(end launch type)を利用することにしましたが、このSMAコネクタも同じくsparkfunから入手できます。SMAのケーブルについては現在秋月で1.5mのものが購入できるので、それを利用することにしました。MCXなど他のコネクタ接続を考えるなら、以前の記事『秋葉原でレアパーツ (カプトンテープとMCXコネクタ)』をどうぞ。

基板ですが、Olimexで製作することにします。高周波基板なので、本当ならばインピーダンスコントロールがされたまじめな基板屋を使うべきなのでしょうが、お手軽レベルで基板屋は妥協することにしました。設計自体は、いちおうマイクロストリップラインの計算をして設計しました(FR-4(ε=4.8) 1.6mm厚 2層基板 copper:0.035mmで線幅2.8mm、Z=50.1 ohm)が、基板の製作品質を追求していないのでどの程度効果があるのか謎なところです。

gps_chip_antenna_top_brd.gifgps_chip_antenna_bottom_brd.gif
設計した基板。

毎度おなじみのEagle回路図レイアウトも置いておきます。コンデンサが2つ入っていますが、これはリターンロスを改善するためのもので、値はデータシートのリファレンスをそのまま利用しています。

※その後、基板の実装をしました。

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コメント

アンテナのあまりの小ささに驚きました.
良い物見つける眼力にも驚きです.

基盤屋さんのことでお聞きしたいのですが
私は昔olimexを使っていましたが,最近輸送時間がもったいないのと,資金に余裕が出てきたのでP板.comをよく使っているのですが,もう少し高くてもレベルの高い基盤屋さんってどこかおすすめがあれば是非教えてください.

GPSの記事いつも楽しみにしています.

Posted by: lunamoon : August 14, 2007 02:36 PM

>lunamoonさん
少量生産で、ということでしたら僕が知っている限りではP板は質が高いほうに入ると思います。OlimexとP板の間を埋めるあたりがなかなかないですね。このあたり(多層対応で安い)の基板屋としては、pcbcartや、myroやpcbpoolというところが該当するのでしょうか。

Posted by: fenrir : August 16, 2007 07:44 AM

タイムスタンダードに興味があって、時々読まして貰っています。
お使いの分はメアンダモノポールと思われますが、
http://www.sonnetsoftware.co.jp/free/examples_J/index.html#msant1lite
900MHz一点給電円偏波パッチアンテナは
縮小して、パターンのみで作れる可能性があります。

LNAはAM50-0002を買ったので(25dB)それを使えるように、
また、屋根に上げるパッシブパターンを探しています。
小生は1/3波長,3エレメントのヘリカルを試しています。

Posted by: ねこ : March 12, 2011 02:43 PM

>ねこさん
コメント、またリンク先の面白そうな無料シミュレータ、ご紹介くださり、ありがとうございます。最近はGPSから離れてしまったので関連したブログ記事を書くこともなくなり申し訳ない限りですが、また機会を見つけて戻ってきたいと思っています。

Posted by: fenrir : March 15, 2011 02:34 PM
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