다음은 상세히 분석할 것이다GNSS액티브 세라믹 안테나의 원리、설계 주요 사항 및 일반적인 어플리케이션:
1. 핵심 정의 및 특징
GNSS액티브 세라믹 안테나:
세라믹 미디어 기판과 소스 회로를(저소음 증폭기,LNA)결합적GNSSTV 수신 안테나,비신호 수신 성능 향상을 위한 설계。
주요 특징:
고감도:내장형LNA노이즈 감소(일반값≤0.5dB),실내용/복잡한 환경。
소형화:세라믹 매체(예LTCC、마이크로파 세라믹)안테나 크기를 줄일 수 있는 고매체 상수(예10×10×5mm³)。
광대역 지원:다중 덮어쓰기GNSS주파수 대역(L1/L5/Galileo E1/E5)。
저주파비(VSWR):정합 회로 최적화,신호 반사 감소。
2. 작동 원리
안테나 구조:
세라믹 기판:통합 패치 안테나(마이크로테이프 패치 안테나 또는 짝극자 안테나)。
유원 회로:
저소음 증폭기(LNA):수신 신호 강도 향상。
필터:대역 외 간섭 억제(예:Wi-Fi/Bluetooth 신호)。
네트워크 일치:안테나 및 무선 주파수 프런트엔드 최적화(RFIC)임피던스 일치(50Ω)。
신호 흐름:
GNSS신호 → 안테나 수신 → LNA확대 → 필터 노이즈 감소 → 무선 주파수 프런트엔드 디버깅 → 포지셔닝 알고리즘 처리。
3. 설계 요점
3.1 재료 선택
세라믹 기판:
LTCC(저온 공소 도자기):다중 계층 통합에 적합,고주파 성능(≥5GHz)。
마이크로파 세라믹(예:AlN、SiC):열전도율이 높다.,고성능 시나리오에 적합。
금속도체:
킴/은펄프:손실이 적다,고주파 회로용。
3.2 안테나 구조 최적화
패치 안테나 설계:
직사각형/원형 패치:방사능 효율과 크기를 모두 고려하다。
다중 송전 지점 설계:다중 대역 지원(예:L1+L5이중 대역)。
접지 설계:
미대접지:치수 감소,그러나 기생 용량은 피한다。
오버홀 접지:고주파 안정성 향상(예:>2GHz)。
3.3 능동 회로 통합
LNA회로:
NEC NE3210S01:일반적인 초저소음LNA(NF≤0.4dB)。
전원 설계:채택3.3V/1.8V이중 전원 공급 장치,전력 소비량 감소。
필터 설계:
SAW필터:저비용,낮은 삽입 손실(<1dB)。
BAW필터:고주파 성능 향상(>2.5GHz)。
3.4 격리 및 차단
금속재질 차폐 덮개:외부 전자기 간섭 방지(EMI)。
레이아웃 최적화:안테나와 무선 주파수 회로는 충분한 거리를 유지한다.(>λ/10)。
4. 일반적인 응용 시나리오
소비자 전자:스마트폰、스마트워치、차량용 내비게이션。
사물인터넷 장치:드론 위치 추적、공유 자전거 전자 울타리。
산업 분야:측정 장치、정밀 농기계。
웨어러블:AR안경、건강 모니터링 팔찌。
5. 테스트 및 검증
주요 지표 테스트:
이득:≥3dBi(포함LNA이득)。
노이즈 계수:≤0.6dB。
감도:-150dBm@1.575GHz(일반값)。
위치 정밀도:수평 오차<1쌀(광활한 환경)。
에뮬레이션 도구:
HFSS 또는 ADS:안테나 복사 방향도와 회로 일치 최적화。
SPICE:검증 LNA 회로 성능(S 매개변수、노이즈 계수)。
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