글쓴이 : SOONDORI
생각나는 대로 키워드만 정리하는 연작 글.
* 관련 글 : 디지털 세상을 떠받치는 아날로그 기술 (2), 가속도 센서
1996년, 빌 클린턴이 GPS에 담긴 고의적인 노이즈를 제거하라고 지시한 이후로, 글로벌 GPS 포지셔닝 수요가 폭발적으로 늘었다. 이제는, 좌표 정보 없이는 뭘 할 수가 없는 세상이 되었는데…
GPS 규격이나 프로그래밍 등 그런 것은 차치하고, “위성 전파가 잘 수신되어야 뭘 해보지요?” 손님이 와야 짜장면을 팔 수 있음.
그렇게 GPS 안테나는 매우 중요한 존재이다.
예전에는 자동차 대시보드에, 유리창에, 차 지붕 위에 커다란 패치형 안테나를 붙이고 그랬지만, 요즘은… “누가 촌스럽게?” 눈에 보이지 않으니까, 그 고도의 안테나 기술을 체감할 수 없다. 하기는, 볼 수 있었던 예전에도 <고도의 안테나 기술>을 체감할 수는 없었지만.
시장의 제품을 기준으로, 최대한 작게!를 지향하는 몇 종 GPS 안테나를 나열해 보면,
■ 패치 안테나; Patch Antenna
2.5cm × 2.5cm로 꽤 큰 편이다. 니코틴 패치처럼, PCB 어디에 붙이면 된다. 안에 들어있는 것은, 고민해서 설계한 적당한 형상의 동박. (아래 마이크로 스트립 언급과 연결된다)
■ 헬리컬 안테나; Helical Antenna
사진이 대빵~만해서 그렇지, 실은 직경 1.25cm짜리 작은 관이다. 영화 주라기 공원에 나왔던, 호박 안에 갇힌 모기 또는 오래 전의 맛난 불량식품 쫀드기를 연상하게 만들고… VSWR은 1.5. 이것도 PCB에 붙이면 됨. (그런데 이 작은 게 2만 원대라고?)
■ 철판 가공 안테나; Stamped Metal Antenna
기계로 팍팍 찍어낸 것. 형상 설계에 기술이 숨어 있고…
다음은, 삼성 갤럭시 탭의 GPS 안테나라고 하는데… 그런가 보다 하고 넘어감.
(출처 : https://www.maxbhi.com/gps-antenna-for-samsung-galaxy-tab-2-p3100.html)
■ 프렉탈 엘리먼트 안테나; Fractal Element Antenna
모든 게 더 작고 더 작은 것으로 무한히 분해될 수 있다는, 그 심오한 <프렉탈 이론>이 접목되어… 작은 크기 안테나가 (가상의) 커다란 안테나처럼 작용한다 ~카더라. 단, 밖에서 보는 패키지 형상은 패치 안테나와 크게 다를 게 없음.
아래는, 프렉탈 차수별 안테나와 모노폴 안테나를 비교한 연구 논문의 일부.
(출처 : https://intapi.sciendo.com/pdf/10.2478/kbo-2020-0135, 참조 문서 : UHF FRACTAL ANTENNAS-SOLUTIONS FOR RADIO LINKS USING MATLAB)
■ 평면 역-F 안테나; Planar Inverted-F Antenna(PIFA)
모노폴 안테나를 구부려 놓은 것이다. 급전부 쪽으로 한번만 구부리면 L형, 구부리되 중간에 막대기 하나 더 달아서 급전부에 연결하면 F형. 체적을 작게 줄일 수 있다고.
(출처 : http://educypedia.karadimov.info/library/PIFA_Planar_Inverted_F_Antenna.pdf, 참조 문서 : PIFA-Planar Inverted-F Antenna)
다음은, PCB 패턴 안테나이기도 하고, 인버티드-F 안테나이기도 하고.
(▲ 2007년경, 구입한 WiFi 모듈. 방치했더니 녹이 슬었다)
■ 칩 안테나; Chip Antenna
널리 쓰이고 있다. 보통은 하얀색 막대기로서, 인티앰프 시멘트 저항을 1000프로쯤 줄여 놓은 것과 같다. 아주 작게 만들면 1mm 곱하기 몇 mm 정도 크기?
FM 대역 송신장치에 써보니 그게 그것. 역시 만능은 없음.
■ PCB 패턴 안테나 또는 마이크로 스트립 안테나(Micro Strip Antenna)
어차피 있는 동박이니… 공짜 마인드로.
(출처 및 추가 정보 열람 : https://www.geeksforgeeks.org/microstrip-patch-antenna/)
그다음에… Loop antenna, Dipole antenna는 생략.
아무튼, 아날로그 기술의 정수인 안테나가 없으면 GPS는 무용지물이고, GPS 정보를 마약처럼 사용하는 디지털 세상은… ‘전국 도로 안내 지도’가 차 안에 없는 문명사회는 한 순간에 정지하게 된다.
* 관련 글 : 디지털 세상을 떠받치는 아날로그 기술 (4) 거리 측정
