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SAW 필터 (Surface Acoustic Wave 필터)의 정의
SAW 필터는 표면 음향파(Surface Acoustic Wave)를 이용하여 신호를 필터링하는 장치입니다. 이 필터는 압전 물질(예: 석영, 리튬 탄탈레이트 등)로 구성된 기판 위에 금속 전극을 패턴화하여 제작됩니다. 전극을 통해 입력된 전기 신호는 기판 표면에서 음향파로 변환되며, 이 음향파는 특정 주파수 성분만 통과시키고 나머지는 감쇠시킵니다. 이러한 특성 덕분에 SAW 필터는 무선 통신, 텔레비전 방송, 레이더, 위성 통신 등 다양한 응용 분야에서 사용됩니다.
SAW 필터의 정의와 GPS에서 사용 이유
- SAW 필터 정의:
- SAW 필터는 표면 음향파를 사용하여 특정 주파수 성분을 선택적으로 통과시키는 필터입니다.
- 입력 신호를 압전 효과를 통해 기판 표면의 음향파로 변환하고, 다시 전기 신호로 변환하여 원하는 주파수 대역만을 통과시킵니다.
- GPS에서 SAW 필터 사용 이유:
- 주파수 선택성: GPS 신호는 매우 특정한 주파수 대역에서 작동합니다. SAW 필터는 이 주파수 대역의 신호만을 선택적으로 통과시키고, 다른 주파수의 잡음이나 간섭을 효과적으로 제거할 수 있습니다.
- 작은 크기와 높은 안정성: SAW 필터는 작은 크기와 높은 주파수 안정성을 가지므로, 휴대용 장치나 소형 전자기기에 적합합니다. GPS 수신기는 소형화가 중요하기 때문에 SAW 필터의 이러한 특성이 유리합니다.
- 온도 안정성: GPS 장비는 다양한 환경에서 작동해야 하므로, 온도 변화에 강한 SAW 필터는 매우 유용합니다.
SAW 필터 SA1588BQ1의 주요특성
- 중심 주파수 (Center Frequency, Fo): 1588.655 MHz
- 별도의 주파수대역 설정이 필요하지 않다. 중심 주파수대역을 필터링하도록 설계되어 있으며, 필터가 GPS신호를 정확히 필터링하여 필요한 신호만 통과시키고 나머지 잡음과 간섭 신호를 차단
- 필터링 주파수 대역: 1571.42 ~ 1605.89 MHz
- 최대 삽입 손실 (Max. Insertion Loss): 2.5 dB
- 전송 손실 (Attenuation):
- D.C ~ 824.0 MHz: 35 dB
- 824.0 ~ 849.0 MHz: 34 dB
- 849.0 ~ 880.0 MHz: 34 dB
- 880.0 ~ 915.0 MHz: 34 dB
- 915.0 ~ 1452.0 MHz: 34 dB
- 1452.0 ~ 1525.0 MHz: 38 dB
- 1710.0 ~ 1785.0 MHz: 36 dB
- 1785.0 ~ 1850.0 MHz: 36 dB
- 1850.0 ~ 6000.0 MHz: 23 dB
- 입력 및 출력 임피던스: 50 Ω
- GPS모듈과 임피던스 매칭이 필요하다. 임피던스 매칭이 잘되어야 신호 반사 없이 최대한의 신호전달이 가능하다.
GPS의 사용 주파수 대역과 SAW 필터의 연계성
GPS는 주로 두 가지 주파수 대역을 사용합니다:
- L1 대역:
- 주파수: 1575.42 MHz
- 용도: 대부분의 민간 GPS 수신기가 사용하는 주파수 대역. C/A (Coarse Acquisition) 코드와 P(Y) 코드를 포함합니다.
- L2 대역:
- 주파수: 1227.60 MHz
- 용도: 군사용 신호 및 일부 고급 민간 GPS 수신기에서 사용. P(Y) 코드가 포함됩니다.
SAW 필터의 역할:
- 주파수 필터링: SAW 필터는 L1 및 L2 주파수 대역을 선택적으로 필터링하여 GPS 수신기가 해당 주파수의 신호만을 수신하도록 합니다. 이는 다른 주파수 대역의 신호나 잡음을 차단하여 수신 신호의 품질을 높입니다.
- 신호 정밀도: 정확한 주파수 필터링을 통해 GPS 신호의 정밀도를 유지하고, 위치 계산의 정확성을 높입니다.
요약
- SAW 필터는 표면 음향파를 이용하여 특정 주파수 대역의 신호만을 통과시키는 필터입니다.
- GPS에서 사용되는 이유는 주파수 선택성, 작은 크기, 높은 주파수 안정성, 온도 변화에 대한 강한 저항성 때문입니다.
- GPS 주파수 대역은 주로 L1 (1575.42 MHz)과 L2 (1227.60 MHz)이며, SAW 필터는 이 주파수 대역의 신호만을 통과시켜 수신 신호의 품질과 위치 계산의 정확성을 높입니다
단일 주파수와 이중주파수대역을 사용하는 이유
- 단일 주파수 사용시 정확도 5m
- 이중 주파수 사용시 정확도 수cm
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