Eine GPS-Antenne ist ein Gerät, das das Empfangssignal zu einem GPS-Gerät verstärkt, unabhängig davon, ob es sich um ein eigenständiges Gerät oder ein eingebettetes Gerät handelt. Oft wird eine GPS-Antenne in einer Situation verwendet, in der die GPS-Einheit selbst irgendwie aus einer Sichtlinie zum Himmel entfernt ist, wie in einem Auto, damit das GPS den Himmel „sehen“ kann, ohne dass es bewegt werden muss. GPS-Antennen können für eine Reihe von Budgets gekauft werden, oder es können billigere Heimversionen mit ziemlich gängigen Komponenten hergestellt werden.
GPS oder das Global Positioning System ist ein Satellitensystem, das ursprünglich vom US-Verteidigungsministerium entwickelt wurde. Es verwendet mehr als zwei Dutzend Satelliten, die die Erde umkreisen, damit Empfänger am Boden oder am Himmel genau sagen können, wo sie sich befinden, indem sie die Köpfe mehrerer Satelliten empfangen. Anhand dieses Standorts können Geräte nicht nur Breiten- und Längengrad, sondern auch Höhe und sogar Kurs und Geschwindigkeit erkennen. In den Vereinigten Staaten war GPS jahrelang der militärischen Nutzung vorbehalten, wurde jedoch 1983 nach einer Anweisung von Präsident Reagan für die zivile Nutzung freigegeben.
Ziviles GPS enthält bestimmte Einschränkungen, die von der US-Regierung auferlegt wurden, um sicherzustellen, dass feindliche Streitkräfte die Technologie in Raketen nicht verwenden. Infolgedessen funktioniert das GPS für Verbraucher nicht, wenn es sich mit mehr als 515 m/s bei mehr als 60,000 km bewegt. Während der achtziger und frühen neunziger Jahre wurde GPS hauptsächlich auf kommerziellen Wegen verwendet, beispielsweise auf Fischerbooten, in Flugzeugen oder zur geografischen Vermessung. In den späten neunziger Jahren wurde es bei den Verbrauchern zum Wandern oder zum Autofahren immer beliebter, und im neuen Jahrtausend wurden Autos mit eingebautem GPS ausgestattet, um Wegbeschreibungen zu geben, und Mobiltelefone begannen mit GPS für Wegbeschreibungen und Standort.
Ein GPS-Gerät hat eine eingebaute Antenne, die normalerweise recht klein ist und sich im Inneren des Geräts befindet. Während dies wahrscheinlich unter idealen Umständen funktioniert, z. B. wenn man sich in einer Wüste mit langsamer Geschwindigkeit bewegt oder still bleibt, funktioniert es möglicherweise nicht so gut, wie man es sich unter schwierigeren Umständen wünschen würde. Ein GPS-Gerät möchte gerne eine klare, ungehinderte Sicht auf den Himmel haben, um die Mikrowellensignale, die es ihm ermöglichen, mit Satelliten zu kommunizieren, optimal zu empfangen. Bei GPS-Geräten im Inneren von Autos kann dies problematisch sein, daher wird oft eine externe GPS-Antenne verwendet, die mit einem Magneten an der Außenseite des Autos befestigt und über ein Kabel mit dem Gerät selbst verbunden wird.
In Situationen wie einer schweren Überdachung beim Wandern kann auch die kleine GPS-Antenne, die in ein Consumer-Gerät eingebaut ist, möglicherweise nicht ideal mit den Satelliten kommunizieren. In diesem Fall hilft eine größere, fortschrittlichere GPS-Antenne dem Gerät, die Umweltherausforderungen zu meistern und ein klares Signal zu geben. Ebenso kann eine Bewegung mit hohen Geschwindigkeiten eine kleinere, weniger ausgeklügelte Antenne überfordern, und ein externes Gerät kann das Signal verstärken.
Es gibt eine Reihe verschiedener Arten von GPS-Antennen, wobei die Patch- und Quad-Helix-Modelle am beliebtesten sind. Beide sind in der Wirksamkeit ungefähr gleich, obwohl viele Leute feststellen, dass die Quad-Helix etwas empfindlicher ist. Andere Arten von Antennen umfassen Mikrostreifen, von denen der Patch eine Konfiguration hat, planare Ringe und spiralförmige Helices.