ヘリカルアンテナは、姿勢差に強いということで、４５度傾けて、回転治具で回転運動させて水平姿勢と比較して円近似精度みてみました。
※2021年5月追記 ヘリカル4本体制になりました
1年経過してもう1セットヘリカルアンテナ購入しました。何故なら、グランドプレーンをつけることで、パッチアンテナ並みに性能が上がることが判ったからです。よくよくしらべてみるとUBLOXのアンテナ解説書で記述を発見しました。更に山口大学の論文にも書いてありました。
https://kaken.nii.ac.jp/file/KAKENHI-PROJECT-25350506/25350506seika.pdf
●UBLOXのアンテナの解説書
https://www.u-blox.com/sites/default/files/products/documents/GNSS-Antennas_AppNote_%28UBX-15030289%29.pdf
19ページ
5.2.1 Ground plane
Helix antennas typically do not require ground planes. However, a ground plane can significantly
improve performance (e.g. 2-3 dB).
Due to antenna near field radiation patterns, currents can be induced in ground planes in close
proximity to the antenna. This can negatively affect the radiation pattern of the antenna and overall
performance, and additionally increases the antenna’s susceptibility to hand loading and
interference. For this reason ground planes should be kept a minimum distance from the radiating
section of a helix antenna. See the recommendations of the manufacturer for more information (e.g.
Sarantel). 重要なのでDEPP Lで翻訳しました
| ヘリックスアンテナは通常、グランドプレーンを必要としません。 しかし、グランドプレーンがあれば、性能が大幅に 性能を大幅に向上させることができます（例：2～3dB）。 アンテナの近距離放射パターンにより、アンテナに近接したグランドプレーンに電流が誘導されることがあります。 誘導電流が発生することがあります。これは、アンテナの放射パターンや全体的な性能に悪影響を及ぼす可能性があります。 アンテナの放射パターンや全体的な性能に悪影響を及ぼす可能性があり、さらにアンテナのハンドローディングや干渉の影響を受けやすくなります。 干渉を受けやすくなります。このような理由から、グランドプレーンはヘリックスアンテナの放射部から最小限の距離を保つ必要があります。 このため、グランドプレーンはヘリックスアンテナの放射部から最小限の距離を保つ必要があります。詳細については、メーカーの推奨事項を参照してください（例：Sarantel Sarantel）。) |
①やり方
ＴＯＰ５０８アンテナは、回転治具にとりつけて、３水準で回転させてMovingBaseモードの出力であるＲＥＬＰＯＳＮＥＤ測定して
円運動の軌跡を円近似して誤差３σを計算して精度とした。
測定は、スマホＲＴｋモニターを使って、２Ｄａｃｃが３ｃｍ程度にＦＩＸしたところから回転させてデータをログした。
円近似のやり方は、こちら様のＥＸＣＥＬシートを使わせていただきました。
https://imagingsolution.blog.fc2.com/blog-entry-17.html
●水準１＝水平置き
●水準２＝４５度同方向
●水準３＝４５度逆方向
➁円近似の結果
●水準１＝水平置き＝＞３σ=2.06cmで今まで最高精度がでました。
●水準２＝４５度同方向＝＞３σ=3.04cm
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●水準３＝４５度逆方向＝＞3σ=4cm
●結果まとめ
| アンテナ種類 | メーカー 型番 |
アンテナ姿勢 | 円近似３σ精度 |
| ヘリカルアンテナ | TOPGNSS TOP508 |
水平置き | 2.06cm |
| ４５度同方向 | 3.04cm | ||
| ４５度逆方向 | 4cm | ||
| 平面アンテナ | ublox MB00 |
水平置き | 4cm |
| ４５度同方向 | 6.4cm | ||
| ４５度逆方向 | ー |
※平面アンテナublox MB00の測定はこちらの記事です。
●考察
ヘリカルは、３σ値が平面型より半分ですが、平面タイプのublox MB00と比較しましたが、測定日時が違っている点で、ヘリカルが圧倒的に優位であるかはまだ、決定できません。
ヘリカルは、平面より精度が同等以上であることは間違いないと思いますので、これから、歩行など難しい測定をで使ってみて、Ｎ増しして、データをため込んで、精度を検証していきます。
※２０２１年５月追記
後日、足元にとりつけて歩行の測定したら全然使えませんでした。パッチアンテナが３．５ｄＢなののヘリカルは２ｄＢなので数値的に性能が劣りますが、
グランドプレーンをつけることで改善するみたいです。実際、私のヘリカルにグランドプレーン（アルミ板１０ｃｍｘ１０ｃｍ）をつけたらラジコンバギーでキレイに測位できました。
論文でもヘリカルアンテナにグランドプレーンつけたパッチアンテナ並みになると事例がありました。
https://kaken.nii.ac.jp/file/KAKENHI-PROJECT-25350506/25350506seika.pdf
