GPS-Patchantenne: Empfang verbessern

[Thomas W. (gigabyteman)]

Hallo,

ich habe ein GPS-Modul von Navilock (NL-550ERS) mit integrierter 
Keramik-Patchantenne, und zwar das hier:

http://www.navilock.de/produkte/gruppen/13/Boards_und_Module/60418_NL-550ERS_ublox5.html

Da ich mit dem Empfang noch so richtig zufrieden bin (das Teil hat auch 
auf der Fensterbank öfters keinen Empfang), bin ich auf der Suche nach 
einigen Verbesserungsmöglichkeiten. Jetzt habe ich irgendwo gelesen, 
dass es was bringen soll, wenn man das Modul auf eine Metallplatte legt. 
Das habe ich mal mit einer ungeätzten EURO-Platine ausprobiert und muss 
sagen, dass es damit schon deutlich besser funktioniert - allerdings 
nimmt die Platine dann doch ziemlich viel Platz verglichen mit dem 
GPS-Modul ein. Das ganze soll später schließlich noch mit einem 
tragbarem Kunststoffgehäuse samt Elektronik+Akku verheiratet werden.

Da ich mich mit HF nicht besonders gut auskenne, wollte ich euch mal 
fragen, ob es bezogen auf die Dimensionierung der Metallplatte und den 
Abstand zum GPS-Modul vielleicht eine allgemeine Regel gibt oder ob man 
das nur experimentell ermitteln kann. Auch weitere Tipps, wie ich den 
Empfang noch verbessern könnte, sind sehr willkommen :).

Viele Grüße
Thomas

[Hauptschul-Ing. (Gast)]

Eine Groundplane veraendert die Empfangsfrequenz. Wenn die Antenne neben 
der GPS Frequenz empfaengt geht die Empfangsleistung deutlich zurueck. 
Somit kann die Antenne mit der Groundplane abgestimmt werden, vor allem 
wenn die Patchantenne nicht getrimmt wurde.
Verschiedene Antennenhersteller empfehlen eine Groundplane von ca. 5x5cm 
fuer ungetrimmte Patchantennen.

Dies sind zumindest die Erkenntnisse die ich habe, von HF habe ich sonst 
nicht so die Ahnung.

[Thomas W. (gigabyteman)]

Meinst du mit Groundplane wirklich eine zum GPS-Modul zusätzliche Plane 
oder die, welche sich direkt unter dem Keramikteil der Antenne auf der 
Platine des GPS-Moduls befindet? Die misst nämlich nur etwa 3x3cm.

Sollte man die zusätzliche Ground-Plane auch mit GND verbinden oder 
floaten lassen? Das GPS-Modul hat auch einen extra PIN "Shield". Sollte 
man die 5x5cm Plane vielleicht damit verbinden?

[Hauptschul-Ing. (Gast)]

Mit Groundplane ist ueblicherweise die Masse unter/neben der Antenne 
gemeint.
Es kann funktionieren wenn du eine Masse zusaetzlich unter das Modul 
legst, muss aber nicht.
An deiner Stelle wuerde ich mir aus einem Stueck Blech ein 5x5cm Quadrat 
schneiden und in die Mitte die Aussparung fuer die Patch-Antenne. Diesen 
Ring dann ueber die Patch-Antenne am Modul stuelpen und mit der dort 
vorhandenen Masselage verloeten. Wahrscheinlich hilft es die Aussparung 
etwas groesser zu machen so dass du durch einfaches abkratzen des 
Loetstopplacks an der Modulmasse das Blech daran anloeten kannst. 
Vermutlich sollte das Blech auch nicht nur an einer Stelle angeloetet 
werden sondern an mehreren.

[Thomas W. (gigabyteman)]

Gute Idee - werde das ausprobieren!

Ist die Patchantenne denn überhaupt die beste (interne) Lösung bei einem 
am Körper getragenem Gerät, oder sollte man doch besser eine GeoHelix 
benutzen? Der Platz für eine größere Ground-Plane für die Patchantenne 
wäre grundsätzlich da, wenn die dann besseren Empfang hätte als die 
GeoHelix. Allerdings wäre sie dann nicht mehr zum Zenith ausgerichtet.

Hier wird ja eher zur GeoHelix geraten:

Beitrag "Patch- oder Helix-Antenne bei GPS-Modul"

Und im Datenblatt der GeoHelix-S habe ich jetzt auch gerade gelesen, 
dass die für "Body-Worn" toll geeignet sei.

Jetzt bin ich mir unsicher :)

[Hauptschul-Ing. (Gast)]

Die Helixantenne ist besser da sie sich nicht so durch das Umfeld 
beeinflussen laesst. Hat aber andere Nachteile: teuer, niedrigere 
Empfangsleistung und braucht auch eine Groundplane. Schau dir mal die 
Appnote von Sarantel an.
Wenn am Koerper getragen ist weder die Patch noch die Helixantenne zum 
Himmel korrekt ausgerichtet.

Was willst du denn bauen ?