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第 6 章 アレーアンテナのパラメータ変更がマルチパス誤差低減能
59 図6.2 5素子アレーアンテナ受信強度予測図
（基準アンテナ素子と他アンテナ素子間距離9.5cm）
図6.3 5素子アレーアンテナ受信強度予測図
（基準アンテナ素子と他アンテナ素子間距離6cm）
[dB]
[dB]
60 図6.4 3素子アレーアンテナ受信強度予測図
（基準アンテナ素子と他アンテナ素子間距離9.5cm）
図6.5 3素子アレーアンテナ受信強度予測図
（基準アンテナ素子と他アンテナ素子間距離6cm）
図6.2から図6.5よりアンテナ素子数はメインローブの受信強度の高さに、アンテナ素子 間距離はメインローブの範囲に関係していることが確認できる。通常マルチパスを低減す
[dB]
[dB]
61 るためにはメインローブの受信強度は強く、範囲が狭いことが理想的である。しかし、図6.4 の受信強度分布を見ると、アンテナ素子間距離が長いことによって図6.5よりメインローブ は狭いが、反対方向にメインローブと同程度の強さのサイドローブが発生していることが 分かる。この受信強度分布ではマルチパスをメインローブと同じ強さで受信してしまう危 険性もあるため、このアレーアンテナはマルチパスによって発生する誤差の低減という用 途には向かないと考えられる。そこで今回は、3素子アンテナとしてアンテナ素子間距離が 6cmのアレーアンテナを採用した。
6.2 アレーアンテナパラメータ変更実験結果
各衛星の疑似距離のマルチパスによる誤差のグラフを図6.6から図6.9に示す。
図6.6 疑似距離のマルチパスによる誤差(G10:マルチパス有り)
図6.7 疑似距離のマルチパスによる誤差(G12:マルチパス有り)
-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20
0 100 200 300 400 500 600
Mu lt ip at h E rro rs o n G PS Ps eu d ran ge[m ]
Time[sec]
Single antenna 5element antenna 3element antenna
-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20
0 100 200 300 400 500 600
Mu lt ip at h E rro rs o n G PS Ps eu d ran g e[m ]
Time[sec]
Single antenna 5element antenna
62
図6.8 疑似距離のマルチパスによる誤差(G15:マルチパス有り)
図6.9 疑似距離のマルチパスによる誤差(G25:マルチパス有り)
これらのグラフの標準偏差を表6.1に示す。
-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20
0 100 200 300 400 500 600
Mu lt ip at h E rro rs o n G PS Ps eu d ran g e[m ]
Time[sec]
Single antenna 5element antenna
-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20
0 100 200 300 400 500 600
Mu lt ip at h E rro rs o n G PS Ps eu d ran g e[m ]
Time[sec]
Single antenna 5element antenna 3element antenna
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表6.1 疑似距離のマルチパスによる誤差の標準偏差
標準偏差[m] G10 G12 G15 G25 単一アンテナ（マルチパス無） 1.25 1.25 2.46 2.88
単一アンテナ(マルチパス有) 2.31 4.05 4.55 4.84 3素子アンテナ(マルチパス有) 2.36 3.97 3.23 3.19 5素子アンテナ(マルチパス有) 1.03 1.42 1.76 2.39
これらのグラフと表から、アンテナ素子間距離の短い3素子アンテナを使用した場合でも マルチパスによって発生する誤差とノイズの影響を最大で 3 割程度削減出来ていることが 分かる。しかし、メインローブが広いためか、5素子アンテナと比較すると全体的に効果が 弱く、衛星によっては全くマルチパスの影響を低減出来ていないことも分かる。そのため、
3素子アンテナを使用するためにはアンテナ素子間距離を調整し、強いサイドローブが出な い範囲でメインローブを狭める必要があると考えられる。