GNSSアンテナ性能を最大限に引き出すために：エンジニア向け統合ガイド

タイミングはすべてです。そして、特にナビゲーションにおいては、ロケーション（位置情報）も同様に重要です。しかし、これらは信頼性の高いGNSS信号がなければ意味を成しません。

アセットトラッカー、フィットネスウェアラブル、ドローンなど、コンパクト・軽量・異形・低コスト・低消費電力といった設計要件をすべて満たすデバイスでは、この信頼性の実現は特に困難です。

コンパクトなフォームファクタによるRFIリスクの増加

スリムな筐体設計は、PCBスペースを大幅に制限します。その結果、GNSSレシーバーがLTEトランシーバーや周辺の無線機器、モジュールの電源からのRFI（無線周波干渉）を受けやすくなります。

この問題への一つの解決策が、アクティブGNSSアンテナの採用です。内蔵された低雑音増幅器（LNA）により、レシーバーに到達する前の信号を増幅します。TaoglasのアクティブGNSSアンテナは、フロントエンドフィルタも備えており、帯域外信号やノイズを最小限に抑え、信号品質を向上させます。

実例：Basetime社の精密測位用デバイス

その効果はどれほどか？一例が、建設・土木業界向けに超精密測定を行うBasetime社の「Locater One」デバイスです。Taoglasはこの製品に対して、LNAおよび表面弾性波（SAW）フィルタを内蔵したアクティブGNSSアンテナ「ADFGP.50A」を推奨しました。これにより、サブセンチメートルレベルの測位精度が可能となりました。
（詳細は「TaoglasがBasetimeの建設用高度測定をサポート」をご覧ください。）

干渉源の特定と適切な対策

最適な対策を講じるには、まず干渉源を正確に特定することが重要です。たとえば、LTE無線がGNSSのLNAを減感させているアセットトラッカーの場合、LTE Band 13ノッチフィルターを内蔵したGNSSアンテナでそれらの信号をブロックできます。
（詳しくは「アクティブvsパッシブ：GNSSアンテナ選定ガイド」を参照）

設計初期段階でのアンテナ考慮の重要性

これらの要素すべてが、デバイス設計の初期段階からアンテナを考慮することの重要性を示しています。特に、一部のGNSSレシーバーはアクティブアンテナが必須のため、後回しにすると設計変更や遅延のリスクが高まります。

グラウンドプレーンの確保が鍵

小型や異形のPCBでは、GNSSアンテナの利得を最適化するための十分なグラウンドプレーンを確保できない場合があります。たとえば、PCBの隅にパッチアンテナを配置すると、理想的なグラウンド電流が乱れ、性能が不安定になります。

この課題を回避するには、モジュールや他の部品の配置を決める前、つまり設計初期段階でアンテナを考慮すべきです。そうすれば、アンテナを配置するためにPCBを再設計するコストと時間を回避できます。

外付けアンテナでも注意が必要

GNSSアンテナが外付けの場合でも、同様の課題があります。車載用途では通常、車両の金属製の屋根やトランクに設置し、これがグラウンドプレーンとして機能します。

しかし、プラスチックシェルのドローンなど、同様の配置が不可能なアプリケーションでは、等方性利得（全半球方向に均一な利得）を持つクアッドヘリックスアンテナが最適です。

推奨アンテナ例

• 内蔵アンテナが必要な場合： Taoglas EAHP.125
• 外部アンテナが適している場合： Taoglas Accuraシリーズ TS.125.0111W

（さらに詳しい情報は「PCB上のアンテナ配置がチップアンテナの放射性能にとって重要な理由」や「セルラーおよびGNSSデバイスにおけるグラウンドプレーンの理解」をご参照ください。）