復雜射頻干擾環(huán)境下的高靈敏度GPS系統(tǒng)設計
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我們由公式(3)可知，接收IC前端的噪聲系數(shù)會影響系統(tǒng)的靈敏度。對于圖1中的改進方案，系統(tǒng)的級聯(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LNA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，首次定位時間也隨之變小，其變化的趨勢如圖3所示。同理TTFF隨LNA的功率增益變化趨勢如圖所示，LNA的功率增益越大，TTFF越小，當LNA的增益較小時，TTFF的變化趨勢較快；當LNA的功率增益大于16dB時，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SAW濾波器的干擾信號依然對GPS的輸入信號造成了嚴重的影響，因此LNA的線性度就至關重要：在相同的輸入信號強度下，線性度較差的LNA所需的首次定位時間要比線性度好的LNA長。按照帶外干擾信號的類型來劃分，主要有如下三種：
（1）帶外強干擾造成LNA增益下降，噪聲系數(shù)上升。
一般手機在GSM頻段的最高發(fā)射功率可達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功率為-17dBm，當手靠近手機時GSM天線的VSWR會發(fā)生明顯變化，該強干擾信號的強度可能會高達-15dBm，如此強的干擾會導致LNA輸入飽和，從而其功率增益和噪聲系數(shù)會惡化，GPS系統(tǒng)性能受到嚴重影響。
圖4系統(tǒng)TTFF隨LNA 1dB壓縮點的變化曲線
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