GPSの仕組みに際して

質問

市販のUSB式GPSレシーバの精度を上げることを目的としています。
GPSから発せられるL1の１．５7545GHｚ帯以下の電波を遮断する際に、金網(パンチ穴、□穴どちらでも良い)をGPSレシーバから少し離して設置しようと考えております。その際に穴径を計算したいのですが、この計算方法や考え方であっているかが気になります。
パンチ穴を導波管とみなして、遮断波長を計算して穴径を決めようと考えています。

・GPSに搭載されているGPSアンテナは誘導体を用いたパッチアンテナで、2分の1波長でも共振
・１．５GHｚ帯の波長が約19.029ｃｍ
・遮断波長計算式が　λ=3.41a　(aは穴径)
　19.029/3.41=5.58035cm

結果として5.5センチとはなったのですが、それよりも小さなすきまでもGPSは位置情報を取得できてしまったので困っています。
最終的にはGPS信号取得ギリギリの穴径に設計したいと考えております。

また、遮断波長計算式についてあまり詳しくないため、これについてもお伺いしたいのですが、
・GPSレシーバまでの到達までに必要な波長は半分でよいため、穴も半分の直径にして良いのか
・たかが1mm2mmの鉄板に穴をあけただけでそれを導波管とみなしてよいのか、又、必要な導波管の長さを計算する方法とは

いろいろ調べた結果、遮断方法に際して詳しく計算して結果を出しているところが見つからなかったため、ここで質問するに至った次第です。
どうかご教授お願いします。

回答No.2

fba

…回折格子のようにはなっても導波管にはならないと思うが。

　そもそもL1を遮断周波数にしたLPFをかぶせると精度が上がると考えた根拠が理解できない。下手をするとその鉄板とアンテナの間で起こった乱反射で却って精度が下がるんではないかと。

　GPSによる位置計測には最低4つ（高度を捨てれば3つ）の衛星からの信号を受信しなければならず、4つ以上が上空に均等に位置しているほど精度が高くなりやすく狭い範囲に集中すると逆になるというのはご存知だと思うのですが、これを知っていれば導波管（とみなせるもの）で覆うという方法自体が出てこないような気が…。

　上空の低い位置にいる衛星からの信号をカットするような筒（内側は乱反射しないように電波吸収体でも貼るか？）でも置くほうがまだ効果がありそうな気がして仕方ない。

補足

ご検討ありがとうございます。
＞そもそもL1を遮断周波数にしたLPFをかぶせると精度が上がると考えた根拠が理解できない。
電子レンジの扉に網のメッシュがあり、それは遮断波長を用いて外にマイクロ波を出さないよう工夫が施されていたため、それを応用しようと考えておりました。
１５７５Mhz以下の周波数帯は波長が長くなるため、穴径で防いで…と物は試しにやってみたかったものでしたが…
乱反射に際しては上部金網下部セラミックである程度吸収していくという考えです。

＞4つ以上が上空に均等に位置しているほど精度が高くなりやすく狭い範囲に集中すると逆になるというのはご存知だと思うのですが、これを知っていれば導波管（とみなせるもの）で覆うという方法自体が出てこないような気が…。

L1波長は通過出来る様あらかじめ設計した管穴内(メッシュ丸穴)を反射して通るため、影響はさして無いという考えでした…。もし管に対して垂直ではなく、斜めに侵入した場合でも反射して内部へ信号を送り届けることが出来るのでは…、とも考慮していたのです。
どうやら金網自体による損失の方が大きくなるという結果が強そうですね。

どちらにせよ試したいところなので、穴径の計算法等についてを主に知りたいです。
精度向上を目指してと記述してしまい、一番知りたい穴径計算についての質問を目的としていた所がわかりにくい文章になっていました、申し訳ないです。

回答No.1

noname#148411

金属製の物でアンテナを覆うことになるので受信精度は劣ります。

補足

穴以外の金属部にマイクロ波が反射して情報量が低下し、精度が落ちるという解釈します。
GPSに必要とされる情報は半波長で十分という考えですが、これは間違いでしょうか？

精度が低下するかどうかを実験するために穴径計算が必要となるので、計算法をについてのご教授を是非ともお願いしたいです。