一种基于Teseo II的汽车导航系统设计

TeseoII是针对多卫星导航系统开发的单芯片IC系列(STA8088)。除GPS与伽利略卫星信号外，这些IC还能处理格洛纳斯(全球卫星导航系统)的数据。这些参考设计涵盖各种不同的GPS、伽利略与格洛纳斯组合，在1569至1607MHz范围符合L1/E1标准。由于格洛纳斯所用卫星数量相对较多，从而显著提高了导航性能，尤其适用于大城市中狹窄街道等不利环境。 　　格洛纳斯使用一个边频带，与GPS和伽利略均不相同。不仅如此，为STA8088GA所开发的参照设计需要处理第一个中间级以下的整个相关射频范围。为此，输入电路在外部LNA(低噪放大器)之后，使用了爱普科斯声表面波滤波器(B39162B3913U410)。将它用在第一级是为了抑制来自其它源(如GSM、WiFi、UMTS或BT)的信号。 最后，将格洛纳斯信号与GPS和伽利略信号分离并调制为中间频率。这样就可用更少的元件来处理所有信号，从而降低成本。 　　 集成式LNA同时用于两个路径，从芯片单独接出。这样就可以使用不同的声表面波(SAW)滤波器设计与布局。信号通过第二个爱普科斯声表面波滤波器(B39162B3913U410)时，被馈送至射频放大器与混合器，进而形成中间频率。

图1：使用TeseoII芯片的汽车导航系统的参照设计 　　 除使用两个EPCOS(爱普科斯)声表面波滤波器外，还使用了TDK的19个积层压敏电阻(MLCC)与3个电感器。 　　 此处所用声表面波滤波器为坚固的陶瓷封装，尺寸为3×3×1.1mm3，符合汽车工业标准AEC-Q200，其工作温度范围极宽(-45℃至125℃)。滤波器带宽为56MHz，匹配网络设计为50Ω。TDK的积层压敏电阻与电感器也符合AEC-Q200标准。这种类型的参考设计适用于汽车导航设备，不仅能够完成传统的导航任务，还可完成远程信息处理。由于精度高，同样适用于与安全相关的应用，如eCall、bCall或辅助驾驶系统。 　　STMicroelectronics还使用TeseoII系列的另一款芯片(STA8088FG)为消费电子与工业电子开发了一套导航系统。该参考设计仅使用一个爱普科斯声表面波滤波器：接在IC的LNA输出与射频放大器之间。此处所用爱普科斯B39163B4310P810滤波器使用爱普科斯CSSP技术(芯片级SAW封装)制造。该封装技术可实现高度小型化，因而该滤波器的尺寸只有1.4×1.0×0.4mm3。除尺寸紧凑外，该元件还具有出色的电气特性，插入损耗只有1dB。该具备严密密封封装的滤波器符合AEC-Q200标准。其带宽为34.37MHz，工作温度范围为-40℃至85℃。 　　 STMicroelectronics针对这两种参考设计在全球进行了大量测试，以验证同时使用多个卫星导航系统的优势。 　　 图2为在东京城市峡谷进行的一项测试。测试表明同时使用GPS与格洛纳斯信号位置的数据精度得到了显著提高。在达拉斯进行的一项测试中，对新的STMicroelectronics设计与一款只使用GPS的同类竞争产品进行了对比。这项测试同样表明多导航系统所具有的明显优势。

图2：同时使用GPS与格洛纳斯信号的位置数据更好 　　TeseoII、GPS与格洛纳斯(红线)位置数明显比仅从TeseoII与GPS获得的数据更精确。