Consideraciones y limitaciones del diseño del plano de tierra de la antena GPS

• Estoy planeando asignar un plano de tierra de 40 mm x 40 mm debajo de la antena de parche

Tenga en cuenta que la hoja de datos ANT1818B00DT1516A especifica un plano de tierra de 50 mm x 50 mm debajo de la antena de parche.

Si el plano de tierra es más grande o más pequeño, habrá efectos en el rendimiento general de la antena. Puede leer más en esta nota de aplicación de Maxtenna . Afirma:

Cuando el tamaño del plano de tierra cambia, la frecuencia de resonancia del parche, donde la coincidencia es óptima, también cambia.

Entonces, si su plano de tierra es demasiado pequeño (o demasiado grande), la frecuencia de resonancia cambiará, desafinándolo esencialmente de 1575.42MHz y haciéndolo menos sensible.

En el siguiente gráfico, puede ver que la frecuencia central varía hasta 40 Mhz cuando el plano de tierra es demasiado pequeño, el ancho de banda total también se reduce. La ganancia se reduce en ~20dBic, lo que se puede ver en la nota de la aplicación.

• ¿Puedo tener parte del plano de tierra de la antena ubicado debajo de otra placa pequeña que está montada en la parte superior de la placa con el plano de tierra en ella?

Sí, esto funcionará, pero también reducirá la sensibilidad. Idealmente, desea un área sin obstrucciones alrededor de la antena.

Sin embargo, existen muchos dispositivos comerciales que tienen recintos muy compactos, a menudo con una pantalla en la parte superior. Considere el Garmin Nuvi a continuación:

Notará que no hay espacio para un plano de tierra grande sobre la antena y que la pantalla está del otro lado de la PCB. Sin embargo, es probable que se probaran varias antenas de parche diferentes antes de que los dispositivos se produjeran en masa, por lo que no es directamente comparable con su escenario.

Si desea una PCB pequeña, considere montar la antena GPS en el lado opuesto de la placa a la pantalla. Permitiendo el plano de tierra del tamaño correcto y probarlo. Es posible que se sorprenda de lo bueno que es el receptor GPS.

• ¿Conecto el plano de tierra de la antena a la tierra de toda la PCB?

No. El plano de tierra es solo para la antena de parche GPS y está separado del resto de su PCB. No debe conectarlo a ninguna otra parte de su PCB.

Como nota separada, debe considerar la alimentación de la antena. Debe ejecutarse en el lado opuesto de la PCB e idealmente la impedancia debe coincidir con 50 ohmios. Es probable que esto no importe para una serie pequeña de placas de aficionados, pero podría ser importante para un sistema de alto rendimiento, porque el GPS funciona a ~1,5 Ghz, lo que probablemente se verá afectado en la placa de circuito impreso FR4 estándar.