DMB와 GPS 모듈이 내장된 시스템의 GPS 수신감도 개선

Abstract

본 논문에서는 최근 무선랜, BLUETOOTH, DMB, GPS 등과 같은 RF 기능을 하나 이상 탑재하여 출시되는 핸드헬드 디바이스중에서, GPS 수신기와 DMB 수신기를 내장한 모바일 디바이스 내부에서 외부 요인의 간섭없이 안정적으로 GPS 성능을 확보할 수 있는 방법을 제시하고자 한다. GPS와 DMB 기능을 모두 갖는 모바일 디바이스에서, 안테나의 위치 및 특성, 안테나와 PCB간의 이득 손실, PCB상의 임피던스 매칭, GPS LNA의 이득, 모바일 디바이스 내 전원 노이즈, 온도 보상 발진기의 성능 등의 다양한 요소들이 실제 GPS 성능에 대해 영향을 미치는 것을 파악하였다. 본 논문에서는 이 요소들 중, GPS안테나 주변에 형성될 수 있는 접지면 및 접지면의 역할을 하는 기구물에 의해 GPS 안테나의 방사패턴이 한쪽으로 쏠리는 현상과, 안테나 단품이 모바일 디바이스 안에 장착될 때 임피던스가 틀어짐 등을 분석하였다. 안테나의 방사패턴이 주변에 영향을 최소화되도록 동일한 안테나 접지면 상에서 GPS 안테나 단품의 크기를 15x15에서 13x13으로 변화시킴과 아울러 모바일 디바이스 내부에 장착하여 안테나 임피던스 매칭을 시행하였다. GPS 위성별 수신감도는 4~6dB정도 향상됨과 아울러 Cold Start이후 60초 이내가 되는 평균 C/No값의 비교 측면에서는 2~3dB 정도 향상되는 것으로 확인하였다. 본 논문에서 제안하는 방안은 GPS안테나 단품 주변에 접지면의 변화에 따른 방사 패턴의 변화가 최소화하도록 GPS 안테나의 위치를 선정함과 아울러 GPS 성능 측면에서 안테나 단품 및 접지면의 크기를 변화시켜 최적의 GPS 성능을 발휘 할 수 있는 방안을 제시함에 따라 안정적인 GPS 모듈이 동작 성능을 확보하고자 하는 모바일 디바이스에 적용할 수 있다.