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复杂射频干扰环境下的高灵敏度GPS系统设计

作者:时间:2014-07-07来源:网络收藏

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/259379.htm

图4所示是TTFF随LNA的1dB压缩点P1dB的变化趋势。带外干扰强度为-15dBm,的输入信号强度为-165dBm。从图中可以看出,即使P1dB高于带外干扰信号的强度,其首次定位时间TTFF仍然受到较大的影响;而当P1dB远高于带外干扰信号后TTFF受P1dB的影响变得微乎其微。AW5005可以提高高达-7.6dBm的1dB压缩点,远高于业界同类产品的水平,确保不会因为带外强干扰而性能恶化。

(2)带外双音信号经过LNA产生的三阶交调项(Inter-modulation)落在GPS带内。

一个典型的例子是PCS-1900和GSM-1800的带外双音信号经过LNA后产生的交调项正好落在GPS带内。PCS-1900的发射频率为1851MHz,发射功率为24dBm,假定发射天线距离GPS天线1米,从而在GPS天线处看到的干扰信号强度为-20dBm,经过滤波器在LNA输入端看到了功率为-60dBm。而GSM-1800的发射频率为1713MHz,发射功率为+36dBm,在GPS天线端看到的信号强度为21dBm,则经过滤波器后的强度为-19dBm。经过LNA后,该双音信号产生的三阶交调项频率为:2×1713MHz-1851MHz=1575MHz,正好落在GPS信号带内,从而恶化了的性能。等效到LNA输入端口看到的交调项强度可由下式表示:

Pint=2PGSM+PPCS-2IIP3 (6)

式(6)中PGSM和PPCS分别为双音信号的强度,IIP3为LNA的输入三阶交调点。而带内的干扰信号对GPS系统的信噪比影响如下式[5]:

(7)

式(7)中,C/N0为没有干扰信号时的系统载噪比(carrier-to-noise-density-ratio),Pin为LNA输入端口看到的输入信号强度,Q为扩频增益因子,窄带干扰时为1,宽带扩频干扰时为1.5,宽带噪声干扰时为2;Rb为GPS伪随机码率,当GPS信号为C/A码是Rb等于1.023M,因此可以得到TTFF随LNA的IIP3指标变化趋势如下图所示。AW5005可提供高达+6.5dBm的三阶交调点IIP3,有效的减小了带外多个干扰源对GPS系统的影响。

图5交调干扰下系统TTFF随LNA三阶交调点的变化曲线

(3)带外宽带干扰可在单频强干扰的条件下产生互调项(Cross-modulation)落在GPS带内。

除了双音信号的交调项,某个窄带强干扰(Blocker)和宽带干扰信号依然可以产生带内的互调项从而影响性能。比如,GPS手机邻近的移动设备无线局域网(WLAN)正在工作,最大发射功率为20dBm,则LNA输入端接收到的信号功率为:

(8)

式(8)中,F为WLAN发射源到手机GPS天线的衰减,λ为波长,BWWLAN和BWGPS分别为WLAN和GPS的信号带宽,假定d为1米,PTX等于17dBm,由此计算得到LNA输入端接收到的WLAN信号强度约为-60dBm;另一强干扰源为GSM-1800,经过滤波器的强度为-19dBm,从而得到互调项的强度如下式[6]:

(9)

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