物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中如何增強(qiáng)GNSS的信號(hào)_GNSS二級(jí)放大電路研發(fā)測(cè)試方案

01

物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)中存在問(wèn)題

GPS 產(chǎn)品在研發(fā)階段，為優(yōu)化GNSS產(chǎn)品定位性能，增加射頻二級(jí)放大電路，需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行射頻測(cè)試以及外場(chǎng)實(shí)際測(cè)試，保證達(dá)到提升GNSS產(chǎn)品定位性能，縮短定位時(shí)間，從而降低設(shè)備工作功耗的效果。

02

該問(wèn)題帶來(lái)的危害及影響

如果不在原有電路板上飛線測(cè)試射頻二級(jí)放大電路射頻性能，定位功能，不認(rèn)真制定測(cè)試方案，直接設(shè)計(jì)PCB，打板貼片，有可能導(dǎo)致電路無(wú)法到達(dá)預(yù)期要求，造成時(shí)間與金錢的浪費(fèi)，導(dǎo)致項(xiàng)目開(kāi)發(fā)時(shí)間的拖延。

03

解決方法

方法一

1、原理介紹

在原有的中科為AT6558R中科微芯片參考設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，增加射頻2級(jí)放大電路，射頻放大電路天線饋點(diǎn)外接頻譜儀，測(cè)試GNSS接收機(jī)的載噪比。

暫時(shí)無(wú)法在飛書(shū)文檔外展示此內(nèi)容

2、方案詳情

2.1 按照上圖搭建測(cè)試環(huán)境，頻譜儀外接二級(jí)放大射頻電路天線饋點(diǎn)，按照下圖進(jìn)行設(shè)置

譜儀開(kāi)機(jī)后進(jìn)入設(shè)置界面：

點(diǎn)擊“Peak”后光標(biāo)處在峰值的最高點(diǎn)：

點(diǎn)擊“View/Trace”進(jìn)入選項(xiàng)界面：點(diǎn)擊“Max Hold”最大保持

2.2 載噪比測(cè)試

No：載噪比（Carrier Noise Ratio），指的是在解調(diào)前的射頻信號(hào)功率與噪聲功率的比值，CNo(dB)= P_carrier(dBm)- P_noise(dBm)。CNo=174+SS-NF，它是可以直觀反映射頻鏈路好壞的一個(gè)參數(shù)。

GPS L1室外信號(hào)強(qiáng)度以-130dBm為參考值，按常溫下熱噪聲是-174dBm/HZ，那輸入SNR應(yīng)該是44dB。GNSS接收機(jī)方案是LNA+SAW+LNA的方案，按正常項(xiàng)目，一個(gè)濾波器的插損應(yīng)該是0.8dB左右，LNA的噪聲系數(shù)1左右，LNA的增益一般在10以上，算下來(lái)整個(gè)射頻通路的NF大概是2dB左右，所以輸出SNR應(yīng)該是在41-42dB。通常測(cè)試時(shí)CNo值受接地、線損等其他因素影響，在40dB左右即認(rèn)為正常。

由上圖可知，二級(jí)放大電路載噪比為38dB,由于整個(gè)射頻部分飛線測(cè)試，參數(shù)略小于理論計(jì)算的值，基本符合要求。下圖為未加二級(jí)放大電路設(shè)備的載噪比值

3、需要的測(cè)試設(shè)備或測(cè)試環(huán)境

3.1 3.3V直流電源

3.2 頻譜儀：Agilent E4402B

3.3 SMA頭射頻線

3.4待測(cè)GNSS接收機(jī)

方法二

1、原理介紹

在原有的中科為AT6558R中科微芯片參考設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，增加射頻2級(jí)放大電路，放大電路天線饋點(diǎn)外接陶瓷GNSS天線。GNSS接收機(jī)通過(guò)串口轉(zhuǎn)USB外接電腦，通過(guò)電腦上運(yùn)行的串口調(diào)試助手，測(cè)試GNSS的定位功能。

暫時(shí)無(wú)法在飛書(shū)文檔外展示此內(nèi)容

2、方案詳情

2.1按照上圖搭建測(cè)試環(huán)境，GNSS接收機(jī)上電，串口通過(guò)串口轉(zhuǎn)usb接電腦usb口。

2.2打開(kāi)串口調(diào)試助手，觀察是否有有NMEA信息上報(bào)。

2.3.測(cè)試首次定位時(shí)間:TTFF與重捕獲時(shí)間r:Re-acquisition Tim，熱啟動(dòng)時(shí)間。當(dāng)出現(xiàn)經(jīng)緯度信息時(shí)，可以確認(rèn)GPS定位功能正常。

TTFF：Time To First Fix，首次定位時(shí)間，主要有兩種啟動(dòng)方式，分別為cold start冷啟動(dòng)和hot start熱啟動(dòng)。冷啟動(dòng)定位時(shí)間為手機(jī)初次使用時(shí)、電池耗盡導(dǎo)致星歷信息丟失時(shí)、長(zhǎng)時(shí)間處于關(guān)機(jī)狀態(tài)下啟動(dòng)GNSS到能夠定位的時(shí)間。熱啟動(dòng)定位時(shí)間指上次關(guān)機(jī)前的經(jīng)緯度、高度、當(dāng)前時(shí)間、年歷、星歷已知或距離上次關(guān)機(jī)時(shí)間非常短的情況下啟動(dòng)GNSS到能夠定位的時(shí)間，主要測(cè)試GNSS接收機(jī)在有衛(wèi)星信息時(shí)再次啟動(dòng)的時(shí)間。

Re-acquisition Time：重捕獲時(shí)間，是指在GNSS接收機(jī)短暫時(shí)間內(nèi)完全丟失GNSS信號(hào)之后，重新獲取GNSS信號(hào)的時(shí)間。用于模擬導(dǎo)航過(guò)程中經(jīng)過(guò)隧道等短暫無(wú)GNSS信號(hào)情況下的測(cè)試。

2.4記錄下初次上電到定位成功的時(shí)間，此時(shí)間為冷啟動(dòng)時(shí)間。

2.5GNSS接收機(jī)斷電，30s內(nèi)上電，記錄下從上電到成功定位的時(shí)間，此時(shí)間為冷啟動(dòng)時(shí)間。

2.6GNSS接收機(jī)接備用電池，主電源斷電30s以上，1h以下，記錄下從上電到成功定位的時(shí)間，此時(shí)間為熱氣的時(shí)間。

2.7對(duì)比兩種設(shè)計(jì)方案的參數(shù)如下表所示,可見(jiàn)射頻二級(jí)放大電路可以提供GNSS接收機(jī)冷啟動(dòng)的定位時(shí)間。

3、需要的測(cè)試設(shè)備或測(cè)試

3.1 3.3V直流電源

3.2 測(cè)試電腦及串口轉(zhuǎn)usb數(shù)據(jù)線

3.3 串口調(diào)試助手

3.4SMA頭射頻線

3.5待測(cè)GNSS接收機(jī)

3.6陶瓷天線

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