【L-RTK】ヘリカルアンテナ45度傾けて回転運動精度測定<ヘリカル精度改善方法>

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

【RTK21】グランドプレーン付ヘリカルアンテナ<高性能で軽量化できた>

●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

tei

●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

※平面アンテナublox MB00の測定はこちらの記事です。

【L-RTK】MovingBase精度検証_アンテナを45度傾けて精度検証<使えるレベル>

●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
 

 

 

 

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