가장 간단한 GPS 재방사 안테나 만들기

[은성훈]

2010년에 제 Daum 블로그에 기록했던 내용인데, Daum이 블로그를 때려치우면서 이 글은 세상에서 사라졌죠.

오늘 다시 세상 밖으로 나옵니다.

별로 상관없지만, 그냥 자랑삼아서 말하자면... 2000년대 중반에 휴대폰에서 작동하는 GPS 서비스가 출시되기 시작했습니다. 그 서비스를 세계최초로 출시한 통신사는 중국의 "연통"이라는 곳이었는데, 제가 만든 GPS 어플을 사용했어요. 그 후로 18개월 이상 지나서야 LG와 삼성에서도 GPS 어플을 출시하기 시작했습니다. 그러니까... 제가 세계 최초의 휴대폰 GPS 어플을 개발한 사람이라는 거예요 ^___^  만드는데 3주 걸렸고, 필드테스트 하는데 1개월 걸렸었죠. 연통에서 엄청 좋아했습니다.

삼성과 LG는 퀄컴의 소스코드를 이용해서 출시했고, 창피하게도 연통의 요구사항을 만족시키지 못했습니다. 퀄컴의 소스코드에 의존해서 만들었기 때문이예요.

저는 퀄컴의 소스코드가 고객 요구사항을 반영할 수 없는 구조인 것을 보자마자 소스코드들을 삭제해 버렸습니다 ㅋㅋ

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네비게이션이 현재 위치를 빠릿빠릿하게 찾지 못하는 경우에는 그 네비게이션을 a/s보내거나 (저는 a/s 3회 요청후 환불받았습니다) 아니면 재방사안테나라는 것을 만들어서 위성신호 수신감도를 높여줘야 합니다.

GPS 재방사 안테나에 대한 자료는 여러군데서 볼 수 있습니다.

링크 1 (트라제 동호회의 귀인님의 자작 예)

http://cafe.naver.com/mytrajet.cafe?iframe_url=/ArticleRead.nhn%3Farticleid=63401

링크 2 (트라제 동호회의 열쉬미님이 올려놓으신 유준희님의 회로도)

http://cafe.naver.com/ArticleRead.nhn?clubid=10433565&articleid=43257

고성능 GPS active antenna가 가장 중요하군요. 이 안테나의 구동전압이 3~5V이기 때문에 12V를 곧바로 넣으면 안테나가 망가질 위험이 있을것 같습니다.
(위성의 신호는 너무 미약해서 안테나에 닫는순간 거의 사라져버립니다. 그래서 증폭장치를 구비한 안테나가 만들어지게 되었는데 그것을 GPS active antenna라고 말합니다.)

회로도의 루프 안에는 고성능 GPS active antenna가 얻어낸 깨끗한 GPS신호가 들어있습니다. 이것은 안테나를 타고 방사됩니다. (코일은 송신 안테나의 길이를 짧게 만들기위한 것으로 보입니다.)
위성신호 수신에 어려움을 겪고있는 네비게이션의 안테나는 옆에서 방사되고있는 (중계되고 있는) 위성신호를 받아들여서 빠릿빠릿 움직이게 됩니다.

일단 옥션에서 9500원짜리 안테나 하나를 주문했습니다.

다른 분들이 제시해 주신 회로도를 따라 만들어 봤더니, 정말 효과가 있더군요.

(GPS active antenna가 창밖에서 하늘을 보고 있고요) 안방에 있는 네비게이션에서 위성을 7개나 잡았습니다. . 재방사 안테나가 없으면 위성을 하나도 잡지 못합니다.

전원은 다음과 같이 제공합니다.

5V 걸어줬더니 위성 12개를 발견했고, 그 중에서 7개를 사용합니다.

하지만 위의 사이트에 있는 도면상의 10cm가량의 안테나는 거추장스런 존재입니다.

저것을 없앨 방법이 있을까 생각해 봤습니다. 일단 10cm정도 되는 안테나를 잘라냈습니다. 그랬는데도 효과는 여전합니다. 

없어도 그만인 안테나는 무슨 역할을 하는걸까 모르겠네요....

그러니까 아래의 코일만 있어도 충분히 작동합니다.

코일의 감은 횟수가 동일한 경우 코일의 직경이 클 수록 더 멀리까지 신호가 전달되더군요. 너무 멀리 나가는것도 좋을것 없을거라고 생각합니다. 필요한 정도까지만 신호가 도달하도록 하면 될겁니다.

사진의 아래쪽에 보이는 직경이 작은 코일은 볼펜심에 감은 것이고,
윗쪽에 보이는 직경이 큰 코일은 온도센서에 감은 것입니다.
직경이 큰 코일의 신호도달거리가 직경 작은 코일의 2배정도 되었습니다.

코일을 감은 횟수는 12회 (아무런 근거없이 제 맘대로 12회로 정했습니다).

자~~ 전체적인 모습을 보면 이렇습니다.

위의 사진이 최종적인 결과입니다.
가장 간단하면서도 효과있는 GPS 재방사 안테나입니다.

GPS active antenna 케이블 안에는 두 가닥의 선이 있습니다. 바깥쪽을 감싸는 (-)선과 안쪽에 있는 (+)선.

GPS의 (-)선은 DC 5V전원의 (-)에 연결합니다.
GPS의 (+)선은 코일을 통하여 DC 5V의 (+)에 연결합니다.
코일의 크기는 각자의 환경에 맞게 결정하면 됩니다.

다만, GPS신호가 예측불가능한 무작위로 변하는 신호 (CDMA신호) 이기 때문에 코일을 너무 많이 감게 되면 재방사되는 신호의 질이 떨어지게 되어 좋지 않은 결과를 얻게 될것입니다. 이유는, 코일은 많이 감길수록 전류의 급작스런 변화를 막는 능력이 커지고. 그 능력이 너무 커지면 재방사하는 출력신호에 CDMA신호의 변화무쌍함을 재현해 내는데 어려움을 겪게 될것이기 때문입니다.

설치시 주의사항

1. 재방사된 신호가 절대로 active antenna로 들어가서는 안됩니다. 저질의 재방사된 신호를 active antenna가 받아 증폭하게 되고 결국 더욱 강력한 저질 신호가 만들어지죠.  Active antenna가 재방사 안테나를 직접 볼 수 없게 배치하세요. (즉, Active antenna와 재방사 안테나가 line of sight상에 있으면 안됩니다)
2. 재방사 안테나와 (여기서는 안테나가 없으니 코일이죠) 네비게이션 사이의 거리는 40cm정도밖에 되지 못할겁니다. (재방사 안테나는 신호를 멀리 보내지 못합니다). 재방사 안테나를 네비게이션 가까이에 두세요.