復(fù)雜射頻干擾環(huán)境下的高靈敏度GPS系統(tǒng)設(shè)計(jì) - 全文

　　1引言

　　GPS功能已成為智能手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置。隨著便攜式設(shè)備市場(chǎng)的爆發(fā)性成長(zhǎng)，手機(jī)環(huán)境下的射頻干擾，已經(jīng)成為GPS系統(tǒng)設(shè)計(jì)者最為頭疼的問(wèn)題之一。在如此嘈雜的射頻干擾環(huán)境下設(shè)計(jì)高靈敏度的GPS系統(tǒng)，已經(jīng)是手機(jī)設(shè)計(jì)中最大的挑戰(zhàn)。

　　本文將對(duì)采用前置低噪聲放大器的GPS系統(tǒng)進(jìn)行研究，通過(guò)增加前置低噪聲放大器的方法，GPS系統(tǒng)的靈敏度和首次定位時(shí)間將得到明顯提高，且抗干擾能力更強(qiáng)。

　　2 GPS系統(tǒng)簡(jiǎn)介

　　目前GPS功能已成為智能手機(jī)中的標(biāo)準(zhǔn)配置。導(dǎo)航服務(wù)是GPS的一大應(yīng)用，在手機(jī)中集成GPS，可以非常輕松地實(shí)現(xiàn)車輛的自主導(dǎo)航，用戶將不再因?yàn)槊月返⒄`自己的行程，便捷而實(shí)用。越來(lái)越多帶GPS功能的手機(jī)反過(guò)來(lái)將會(huì)推動(dòng)位置服務(wù)（LBS）的發(fā)展。LBS應(yīng)用通過(guò)手機(jī)的位置信息可以滋生出很多增值服務(wù)，比如幫助用戶找到附近的飯店、銀行、交通服務(wù)設(shè)施等，這種服務(wù)將是未來(lái)信息領(lǐng)域一個(gè)主要的新興市場(chǎng)。在可預(yù)見(jiàn)的未來(lái)，GPS功能將會(huì)隨著手機(jī)功能的拓展而衍生出越來(lái)越多的應(yīng)用。

　　但是與此同時(shí)，手機(jī)中集成的GPS系統(tǒng)也面臨著日益嚴(yán)重的問(wèn)題。隨著無(wú)線通信技術(shù)的快速發(fā)展和手機(jī)功能的不斷增多，各種射頻標(biāo)準(zhǔn)的相互干擾問(wèn)題凸顯。目前手機(jī)中集成的射頻標(biāo)準(zhǔn)主要有第二代數(shù)字通信標(biāo)準(zhǔn)GSM，第三代TD-SCDMA/WCDMA，藍(lán)牙 Bluetooth，調(diào)頻收音FM-radio，無(wú)線局域網(wǎng)WLAN等等。在設(shè)計(jì)手機(jī)系統(tǒng)時(shí)，必須考慮電磁干擾（EMI）和電磁兼容EMC）的問(wèn)題，以避免相應(yīng)的功能受到環(huán)境干擾而性能受損，甚至無(wú)法工作的惡劣影響。盡管各個(gè)國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)建立了相應(yīng)的電磁規(guī)范以規(guī)避上述問(wèn)題，但手機(jī)設(shè)計(jì)和制造廠商依然面臨著日益復(fù)雜和嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

　　相對(duì)于其它無(wú)線通信系統(tǒng)而言，GPS系統(tǒng)的輸入信號(hào)功率非常微弱。按照GPS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)范，GPS信號(hào)是從距離地面約兩萬(wàn)公里的低軌衛(wèi)星上發(fā)送到地面上的固定或移動(dòng)裝置，以地面接收裝置距離衛(wèi)星的地平面仰角50度為例，GPS的L1頻段中心頻率為1575.42MHz，則自由空間衰減F可由下式計(jì)算：

　　（1）

　　則接收到的GPS信號(hào)L1頻段功率Pr可近似由下式計(jì)算得到：

　　Pr=Ps-F-Loss （2）

　　衛(wèi)星的有效發(fā)射功率Ps為26.8dBW，自由空間衰減F約為183dBc，額外的大氣損耗Loss約為3.7dBc，這樣得到的GPS系統(tǒng)L1頻段 CA碼信號(hào)的地面強(qiáng)度約為-160dBW，即-130dBm。在實(shí)際使用過(guò)程中，由于衛(wèi)星發(fā)射和地面接收機(jī)的仰角不同，以及受樹(shù)木，建筑，橋梁等的遮擋，一般GPS信號(hào)到達(dá)地面的強(qiáng)度甚至可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于-130dBm。

　　而其它的通信系統(tǒng)中，GSM900發(fā)射功率為 33dBm，GSM1800和GSM1900均為30dBm，WLAN為14～20dBm，Bluetooth為0到10dBm，其最大強(qiáng)度大約是GPS 信號(hào)的10的15次方倍，即1000萬(wàn)億倍！即使在GPS接收機(jī)前端增加傳統(tǒng)的SAW帶通濾波器，由于干擾信號(hào)的頻段距離GPS的頻段較近，一般只能提供額外的30～40dB隔離度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足以將干擾信號(hào)衰減到忽略不計(jì)的程度。如此惡劣的射頻環(huán)境給GPS系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)了非常嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

　　對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者而言，GPS系統(tǒng)有幾個(gè)比較關(guān)鍵的設(shè)計(jì)指標(biāo)，如靈敏度Sensitivity和首次定位時(shí)間（簡(jiǎn)稱TTFF）等等。手機(jī)中的GPS系統(tǒng)常常受到外部射頻干擾的影響，此時(shí)的干擾可以看作噪聲的一部分，在降低信噪比參數(shù)的同時(shí)，靈敏度指標(biāo)也隨著惡化，首次定位時(shí)間TTFF延長(zhǎng)，直至完全無(wú)法搜索到 GPS信號(hào)。

　　讓我們來(lái)看一下射頻干擾是如何影響GPS系統(tǒng)性能的。一般而言，GPS系統(tǒng)的靈敏度可由下式?jīng)Q定：

　　靈敏度Sensitivity［in dBm］

　　（3）

　　式（3）中，第一項(xiàng)Eb/N0由GPS系統(tǒng)的基帶BPSK解調(diào)性能決定的，第二項(xiàng)中，Rb是GPS基帶信號(hào)碼率，C/A碼中Rb等于50赫茲，即 20毫秒的相干累積時(shí)長(zhǎng)所得到的處理增益；第三項(xiàng)Gp是系統(tǒng)非相干積累增益；第四項(xiàng)N0為系統(tǒng)天線端口的熱噪聲功率譜密度，在室溫下等于 -174dBm/Hz，第五項(xiàng)為GPS系統(tǒng)的噪聲系數(shù)。前三項(xiàng)代表了GPS基帶部分所帶來(lái)的性能限制，而后兩項(xiàng)則代表了射頻部分所帶來(lái)的性能限制。在 GPS的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，靈敏度的提高也是通過(guò)提高兩個(gè)方面來(lái)得以實(shí)現(xiàn)，一部分是基帶的Eb/N0解調(diào)性能，另外一部分則是射頻部分的噪聲系數(shù)NF性能。

　　除了靈敏度是消費(fèi)者最關(guān)心的GPS系統(tǒng)指標(biāo)之外，首次定位時(shí)間（TTFF）也直接影響消費(fèi)者的切身體驗(yàn)。GPS設(shè)備的TTFF與其啟動(dòng)條件有關(guān)，可以分為三種情況：一是接收器本身完全無(wú)有效衛(wèi)星數(shù)據(jù)的冷啟動(dòng)（Cold Start）；一是接收器具有有效的星歷數(shù)據(jù)、時(shí)間和起始位置，稱為暖啟動(dòng)（Warm Start）；如果再具有更準(zhǔn)確的廣播星歷數(shù)據(jù)，則稱為熱啟動(dòng)（Hot Start）。

　　對(duì)于一個(gè)不具任何有效定位數(shù)據(jù)的GPS終端來(lái)說(shuō)，最重要的是要收齊四顆衛(wèi)星個(gè)別的廣播星歷及衛(wèi)星時(shí)間數(shù)據(jù)，才能正確地計(jì)算定位。由于衛(wèi)星是以50bit/s的速率來(lái)發(fā)射信號(hào)，因此同步收齊四顆衛(wèi)星一個(gè)完整幀數(shù)據(jù)的時(shí)間，至少需要30秒（即1500bps），其中需花18秒下載廣播星歷。因此，冷啟動(dòng)與熱啟動(dòng)的定位時(shí)間相差甚大，前者所需時(shí)間至少需要 18~36秒，接收過(guò)程中如果出現(xiàn)了任何干擾而導(dǎo)致信號(hào)中斷，那就得重新再接收一次。相比較之下，如果在GPS設(shè)備的內(nèi)存中已有完整且有效的廣播星歷資料，只要確認(rèn)目前在頭頂上的四顆衛(wèi)星，即可立即進(jìn)行定位計(jì)算，定位動(dòng)作甚至在1秒之內(nèi)就可完成。

　　冷啟動(dòng)的首次定位時(shí)間由如下幾項(xiàng)組成，接收機(jī)啟動(dòng)時(shí)間Twarm，捕獲時(shí)間Tacq，跟蹤時(shí)間Ttrack，導(dǎo)航電文讀取時(shí)間Tced+gst，導(dǎo)航方案計(jì)算時(shí)間TPVT。而熱啟動(dòng)僅僅包括捕獲時(shí)間Tacq，跟蹤時(shí)間Ttrack。一般而言，Twarm，Tced+gst，TPVT是相對(duì)固定的，而Ttrack和Tacq則決定了系統(tǒng)的首次定位時(shí)間長(zhǎng)短。本文僅考慮射頻干擾對(duì)Tacq和Ttrack的影響而忽略其它時(shí)間項(xiàng)從而簡(jiǎn)化了分析模型。在捕獲和跟蹤期間，系統(tǒng)通常有兩種處理方法來(lái)提高解調(diào)增益：相干累積和非相干累積。

　　相干累積可以較大提高處理增益，但相干時(shí)長(zhǎng)不能無(wú)限加長(zhǎng)，因?yàn)?0毫秒周期的導(dǎo)航電文會(huì)帶來(lái)位翻轉(zhuǎn)，從而影響相干結(jié)果。而非相干累積可以采用較大的累積時(shí)長(zhǎng)來(lái)獲得更大的增益。但是相對(duì)于相干累積而言，非相干累積存在平方損失， 考慮到該損失之后的非相干累積的總增益可由下式計(jì)算：

　　（4）

　　式（4）中第二項(xiàng)為非相干累積所帶來(lái)的平方損失項(xiàng)，n為非相干累積的次數(shù)，直接決定非相干累積的持續(xù)時(shí)間，在給定檢測(cè)概率Pd=0.9和虛警概率Pfa=1e-7時(shí)Dc（1）約等于21。
　

　　3 高性能GPS低噪聲放大器對(duì)系統(tǒng)性能的提升

　　如圖1所示，傳統(tǒng)的GPS系統(tǒng)解決方案為GPS貼片電感直接與GPS接收IC相連接，該方案具有BOM成本低，占用手機(jī)內(nèi)部空間小，布線簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，但不可忽視的是，該方案的性能指標(biāo)受到了一定的限制。由于手機(jī)內(nèi)部和周邊環(huán)境的射頻干擾非常嘈雜，GPS接收IC往往會(huì)受其影響而導(dǎo)致接收性能下降；除此之外，由于受手機(jī)PCB布線局限，GPS貼片天線一般距離接收IC較遠(yuǎn)，兩者之間的PCB走線插損也對(duì)系統(tǒng)性能造成了不可忽視的影響。

　　圖1 傳統(tǒng)的GPS系統(tǒng)解決方案和改進(jìn)方案對(duì)比

　　改進(jìn)方案則加入了SAW濾波器和AW5005 GPS前置低噪聲放大器，SAW濾波器可以有效濾除帶外射頻信號(hào)的干擾，低噪聲放大器則進(jìn)一步降低了系統(tǒng)的噪聲系數(shù)，有效的提高了系統(tǒng)性能。上海艾為電子技術(shù)有限公司推出了全新的GPS前置低噪聲放大器AW5005，相對(duì)于傳統(tǒng)方案，AW5005極為有效的提高了GPS系統(tǒng)性能，降低了復(fù)雜射頻環(huán)境下的GPS系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度。

　　圖2所示為沒(méi)有AW5005和加入AW5005的GPS系統(tǒng)在不同靈敏度下的首次定位時(shí)間TTFF的區(qū)別。從圖2可以看出，無(wú)論在高低靈敏度條件下，擁有AW5005的系統(tǒng)TTFF遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于缺少AW5005的GPS系統(tǒng)。

　　圖2 沒(méi)有/加入AW5005前端模塊的GPS系統(tǒng)在不同靈敏度下的TTFF

　　我們由公式（3）可知，接收IC前端的噪聲系數(shù)會(huì)影響系統(tǒng)的靈敏度。對(duì)于圖1中的改進(jìn)方案，系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)噪聲系數(shù)可由下式?jīng)Q定：

　　　　（5）

　　式（5）中，ILSAW為SAW濾波器的插損，NFLNA和PGLNA分別為L(zhǎng)NA的噪聲系數(shù)和功率增益，ILTRACE為走線插損，NFRX為接收 IC的噪聲系數(shù)。從式（5）可知LNA的噪聲系數(shù)直接影響靈敏度，在相同的靈敏度要求下，LNA噪聲系數(shù)越小，首次定位時(shí)間也隨之變小，其變化的趨勢(shì)如圖 3所示。同理TTFF隨LNA的功率增益變化趨勢(shì)如圖所示，LNA的功率增益越大，TTFF越小，當(dāng)LNA的增益較小時(shí)，TTFF的變化趨勢(shì)較快；當(dāng) LNA的功率增益大于16dB時(shí)，TTFF受其影響變小。

　　圖3 系統(tǒng)TTFF隨LNA噪聲系數(shù)和功率增益的變化曲線

　　LNA之前的SAW濾波器可以有效的濾除帶外的射頻干擾。但是正如前文分析的，GPS的輸入信號(hào)非常微弱，目前絕大多數(shù)的商用SAW濾波器的帶外抑制都較為有限，即使經(jīng)過(guò)SAW濾波器的干擾信號(hào)依然對(duì)GPS的輸入信號(hào)造成了嚴(yán)重的影響，因此LNA的線性度就至關(guān)重要：在相同的輸入信號(hào)強(qiáng)度下，線性度較差的LNA所需的首次定位時(shí)間要比線性度好的LNA長(zhǎng)。按照帶外干擾信號(hào)的類型來(lái)劃分，主要有如下三種：

　?。?）帶外強(qiáng)干擾造成LNA增益下降，噪聲系數(shù)上升。

　　一般手機(jī)在GSM頻段的最高發(fā)射功率可達(dá)33dBm，假定GSM天線到GPS/WLAN天線的隔離度為20dB（包括天線之間的VSWR失配），SAW 濾波器的帶外抑制為30dB，則LNA輸入端看到的最大輸入信號(hào)功率為-17dBm，當(dāng)手靠近手機(jī)時(shí)GSM天線的VSWR會(huì)發(fā)生明顯變化，該強(qiáng)干擾信號(hào)的強(qiáng)度可能會(huì)高達(dá)-15dBm，如此強(qiáng)的干擾會(huì)導(dǎo)致LNA輸入飽和，從而其功率增益和噪聲系數(shù)會(huì)惡化，GPS系統(tǒng)性能受到嚴(yán)重影響。

　　圖4 系統(tǒng)TTFF隨LNA 1dB壓縮點(diǎn)的變化曲線

　　圖4所示是TTFF隨LNA的1dB壓縮點(diǎn)P1dB的變化趨勢(shì)。帶外干擾強(qiáng)度為-15dBm，GPS系統(tǒng)的輸入信號(hào)強(qiáng)度為-165dBm。從圖中可以看出，即使P1dB高于帶外干擾信號(hào)的強(qiáng)度，其首次定位時(shí)間TTFF仍然受到較大的影響；而當(dāng)P1dB遠(yuǎn)高于帶外干擾信號(hào)后TTFF受P1dB的影響變得微乎其微。AW5005可以提高高達(dá)-7.6dBm的1dB壓縮點(diǎn)，遠(yuǎn)高于業(yè)界同類產(chǎn)品的水平，確保GPS系統(tǒng)不會(huì)因?yàn)閹鈴?qiáng)干擾而性能惡化。

　　（2）帶外雙音信號(hào)經(jīng)過(guò)LNA產(chǎn)生的三階交調(diào)項(xiàng)（Inter-modulation）落在GPS帶內(nèi)。

　　一個(gè)典型的例子是PCS-1900和GSM-1800的帶外雙音信號(hào)經(jīng)過(guò)LNA后產(chǎn)生的交調(diào)項(xiàng)正好落在GPS帶內(nèi)。PCS-1900的發(fā)射頻率為 1851MHz，發(fā)射功率為24dBm，假定發(fā)射天線距離GPS天線1米，從而在GPS天線處看到的干擾信號(hào)強(qiáng)度為-20dBm，經(jīng)過(guò)濾波器在LNA輸入端看到了功率為-60dBm。而GSM-1800的發(fā)射頻率為1713MHz，發(fā)射功率為+36dBm，在GPS天線端看到的信號(hào)強(qiáng)度為21dBm，則經(jīng)過(guò)濾波器后的強(qiáng)度為-19dBm。經(jīng)過(guò)LNA后，該雙音信號(hào)產(chǎn)生的三階交調(diào)項(xiàng)頻率為：2×1713MHz-1851MHz=1575MHz，正好落在 GPS信號(hào)帶內(nèi)，從而惡化了GPS系統(tǒng)的性能。等效到LNA輸入端口看到的交調(diào)項(xiàng)強(qiáng)度可由下式表示：

　　Pint=2PGSM+PPCS-2IIP3 （6）

　　式（6）中PGSM和PPCS分別為雙音信號(hào)的強(qiáng)度，IIP3為L(zhǎng)NA的輸入三階交調(diào)點(diǎn)。而帶內(nèi)的干擾信號(hào)對(duì)GPS系統(tǒng)的信噪比影響如下式［5］：

　　　　（7）

　　式（7）中，C/N0為沒(méi)有干擾信號(hào)時(shí)的系統(tǒng)載噪比（carrier-to-noise-density-ratio），Pin為L(zhǎng)NA輸入端口看到的輸入信號(hào)強(qiáng)度，Q為擴(kuò)頻增益因子，窄帶干擾時(shí)為1，寬帶擴(kuò)頻干擾時(shí)為1.5，寬帶噪聲干擾時(shí)為2；Rb為GPS偽隨機(jī)碼率，當(dāng)GPS信號(hào)為C/A碼是Rb 等于1.023M，因此可以得到TTFF隨LNA的IIP3指標(biāo)變化趨勢(shì)如下圖所示。AW5005可提供高達(dá)+6.5dBm的三階交調(diào)點(diǎn)IIP3，有效的減小了帶外多個(gè)干擾源對(duì)GPS系統(tǒng)的影響。

　　圖5 交調(diào)干擾下系統(tǒng)TTFF隨LNA 三階交調(diào)點(diǎn)的變化曲線

　　（3）帶外寬帶干擾可在單頻強(qiáng)干擾的條件下產(chǎn)生互調(diào)項(xiàng)（Cross-modulation）落在GPS帶內(nèi)。

　　除了雙音信號(hào)的交調(diào)項(xiàng)，某個(gè)窄帶強(qiáng)干擾（Blocker）和寬帶干擾信號(hào)依然可以產(chǎn)生帶內(nèi)的互調(diào)項(xiàng)從而影響性能。比如，GPS手機(jī)鄰近的移動(dòng)設(shè)備無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）正在工作，最大發(fā)射功率為20dBm，則LNA輸入端接收到的信號(hào)功率為：

　　　?。?）

　　式（8）中，F(xiàn)為WLAN發(fā)射源到手機(jī)GPS天線的衰減，λ為波長(zhǎng)，BWWLAN和BWGPS分別為WLAN和GPS的信號(hào)帶寬，假定d為1米，PTX 等于17dBm，由此計(jì)算得到LNA輸入端接收到的WLAN信號(hào)強(qiáng)度約為-60dBm；另一強(qiáng)干擾源為GSM-1800，經(jīng)過(guò)濾波器的強(qiáng)度為 -19dBm，從而得到互調(diào)項(xiàng)的強(qiáng)度如下式［6］：

　　　?。?）

　　式（9）中，PWLAN和PGSM分別為L(zhǎng)NA輸入端看到的WLAN和GSM信號(hào)強(qiáng)度，Cfactor為考慮到采用IIP3來(lái)表征互調(diào)的校準(zhǔn)因子。將互調(diào)項(xiàng)代入式（7），并且考慮到寬帶擴(kuò)頻信號(hào)干擾時(shí)的校準(zhǔn)因子Q等于1.5，可以得到TTFF隨IIP3的變化曲線如圖6所示。LNA在IIP3分別等于 -5dBm和+5dBm時(shí)，首次定位時(shí)間最大相差15倍，由72秒減小至4.7秒?，F(xiàn)在的移動(dòng)設(shè)中，WLAN已經(jīng)是標(biāo)準(zhǔn)配置，AW5005則讓內(nèi)置GPS 在WLAN的干擾信號(hào)下隨時(shí)隨地放心工作。

　　圖6 互調(diào)干擾下系統(tǒng)TTFF隨LNA 三階交調(diào)點(diǎn)的變化曲線

　　4 AW5005同國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的比較

　　通過(guò)上文，我們了解了LNA的噪聲系數(shù)NF和線性度指標(biāo)P1dB/IIP3對(duì)GPS系統(tǒng)的性能影響至關(guān)重要。下面我們通過(guò)與國(guó)內(nèi)外同類競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品的比較來(lái)讓讀者更深刻的認(rèn)識(shí)AW5005的優(yōu)勢(shì)。無(wú)論是噪聲系數(shù)NF，還是線性度指標(biāo)P1dB/IIP3，AW5005都達(dá)到了業(yè)界領(lǐng)先水平，大大簡(jiǎn)化了復(fù)雜射頻環(huán)境下內(nèi)置GPS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。

　　這里值得一提的是，設(shè)計(jì)LNA模塊時(shí)必須考慮功率增益PG和IIP3的折中，高功率增益往往線性度較差?，F(xiàn)實(shí)中，通常采用OIP3指標(biāo)來(lái)衡量模塊的線性度指標(biāo)更為準(zhǔn)確和可靠。圖7中列舉了國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品的OIP3指標(biāo)，AW5005依然在同類型產(chǎn)品中領(lǐng)先。

　　圖7 同類型LNA產(chǎn)品性能參數(shù)對(duì)比

　　為了衡量LNA的綜合性能，文獻(xiàn)［8］給出了優(yōu)值計(jì)算公式來(lái)進(jìn)行更為公平的比較。該公式如下所示：

　?。?0）

　　由此得到的各個(gè)相關(guān)產(chǎn)品和AW5005的優(yōu)值如圖8所示。AW5005以22.6dB的最高分，比同類產(chǎn)品高2～10dB不等。由此可見(jiàn)，AW5005將是手機(jī)內(nèi)置GPS系統(tǒng)設(shè)計(jì)者和供應(yīng)商們的首選。

　　圖8 同類型LNA產(chǎn)品綜合優(yōu)值對(duì)比

　　5 線性度傳導(dǎo)測(cè)試案例

　　為了體現(xiàn)線性度在整體測(cè)試環(huán)境中的優(yōu)勢(shì)，我們搭建了如圖9所示的傳導(dǎo)測(cè)試平臺(tái)，用來(lái)測(cè)試在干擾環(huán)境下的GPS整機(jī)性能。如圖所示，該測(cè)試平臺(tái)包括兩個(gè)不同頻率的干擾源，可以用來(lái)模擬產(chǎn)生三階交調(diào)的干擾信號(hào)（如1.713GHz的UMTS頻段的和1.851GHz的GSM1800頻段），以及二階交調(diào)的干擾信號(hào)（如824M的GSM頻段和2.4GHz的ISM頻段等

　　圖9 干擾環(huán)境下的整機(jī)傳導(dǎo)測(cè)試

　　GPS信號(hào)源用來(lái)產(chǎn)生模擬GPS系統(tǒng)的8顆衛(wèi)星信號(hào)，隨后經(jīng)過(guò)一個(gè)高線性度的寬帶Diplexer功率合成輸出到樣機(jī)的天線饋點(diǎn)處。GPS系統(tǒng)采用國(guó)內(nèi)某廠商試產(chǎn)樣機(jī)，對(duì)比芯片采用國(guó)內(nèi)M公司的主打產(chǎn)品（簡(jiǎn)稱為M），干擾信號(hào)源頻率分別為1713MHz的UMTS頻段和1851的GSM1800頻段，當(dāng) GPS信號(hào)功率強(qiáng)度分別為-128dBm（左圖）和-143dBm（右圖）時(shí)不同干擾功率下的信噪比對(duì)比。

　　圖10 干擾環(huán)境下AW5005同同類型芯片M的整機(jī)傳導(dǎo)測(cè)試

　　從圖10可以得出結(jié)論，當(dāng)GPS信號(hào)功率為-128dBm時(shí)，AW5005的抗干擾能力明顯強(qiáng)于M：當(dāng)?shù)刃Ц蓴_信號(hào)強(qiáng)度為-82dBm時(shí)，采用 AW5005的整機(jī)要比采用M芯片的整機(jī)載噪比高14dB，隨后M芯片的整機(jī)無(wú)法有效跟蹤GPS信號(hào)，進(jìn)入失效狀態(tài)，而采用AW5005的整機(jī)仍然能夠準(zhǔn)確定位，知道有效干擾信號(hào)強(qiáng)度為-69dBm時(shí)才進(jìn)入失效狀態(tài)。相比M芯片，AW5005的抗干擾能力高達(dá)13dB。同理當(dāng)GPS信號(hào)為-143dBm 時(shí)，AW5005的抗干擾能力為14dB，最高載噪比優(yōu)勢(shì)為4dB。圖10中的下圖分別為不同GPS信號(hào)功率時(shí)AW5005的載噪比優(yōu)勢(shì)。

　　由于干擾信號(hào)的的頻率和來(lái)源較為復(fù)雜，其對(duì)整機(jī)GPS傳導(dǎo)性能的影響此處不再贅述，上述情況僅為一典型案例，其它情形可基于干擾環(huán)境下的整機(jī)傳導(dǎo)測(cè)試平臺(tái)進(jìn)行相關(guān)測(cè)試。由上所述，AW5005的抗干擾能力在國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品中具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)，尤其適合用于基帶和射頻干擾信號(hào)較多的智能機(jī)解決方案中。

　　6 結(jié)論

　　隨著便攜式設(shè)備的爆發(fā)性成長(zhǎng)，手機(jī)環(huán)境中的射頻干擾日益嘈雜，內(nèi)置的GPS系統(tǒng)面臨著越來(lái)越嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。GPS低噪聲放大器產(chǎn)品AW5005，有效的解決了上述問(wèn)題。與傳統(tǒng)的GPS LNA方案相比，AW5005提供了更低的噪聲系數(shù)、更好的線性度、更快的交貨時(shí)間和更有競(jìng)爭(zhēng)力的性能。