《如何提高GPS接收器在同步GPS操作中的灵敏度.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《如何提高GPS接收器在同步GPS操作中的灵敏度.docx（5页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、如何提高GPS接收器在同步GPS操作中的灵敏度 简介S-GPS （同步全球定位系统）是GPS信号的接收和手机语音或数据信号的传输 在同一时间发生的操作。语音或数据传输中的干扰信号可能会泄漏到GPS接收 器的通路中，并会因接收器的低噪声放大器或接收器后端的过载而影响接收器 的灵敏度。这对手机设计人员构成了一大挑战。设计人员需要对微弱传入的GPS信号，同 时还有语音或数据传输中的强干扰信号保持GPS接收器的灵敏度。这需要GPS 接收器前端针对微弱的GPS信号具有低噪声系数和高增益，同时还能非常有效 地阻断强干扰信号。低插入损耗、高阻断能力的FBAR滤波器 与低噪声放大器集成一体通过安放一个前置滤波
2、器即可阻止泄漏到GPS接收通 路中的强干扰信号。根据Friis方程，第一级的噪声系数或插入损耗将对接收 器链路的噪声系数起着主导作用，为后级提供合理的增益。因此，将低插入损 耗、高带外抑制的滤波器与低噪声、高增益和良好线性度的放大器集成一体， 对实现上一段中所提到的目标能起重要作用。NET图1 .接收阴罐商化结构图Avago Technologies 的 GPS 前端模块由 FBAR 滤波器和 GaAs E-pIIEMT （增强 模式伪形态高电子迁移率晶体管）低噪声放大器组成。FBAR是由Avago Technologies开发的一项具有突破性的谐振器技术。这一技术能用来生产Q 值（品质因数）
3、极高的小型化滤波器。优异的Q值转换成一个非常陡然的滤波 器频率响应跌落或极好的不同频道信号传输抑制。有了集成滤波器，该模块即 可对干扰信号实现卓越的不同频道信号传输抑制。这是在1.575GHz的GPS信 号附近过滤掉所有的干扰信号，同时保持放大器的低噪声系数必不可少的一个 特征。例如，卫星电话通信频带使用的是1.62GHz信号，非常接近于GPS频 率。因此，需要一个具有非常陡然的频率响应跌落的过滤器来阻断L62GHz信 号，同时又不显著衰减带内GPS信号。由于噪声系数始终受制于接收通路的第一级，因而将低插入损耗FBAR滤波器 集成到模块的第一级中，随后放置GaAs低噪声放大器，即可产生一个噪声
4、系 数非常低、带内阻断能力高的GPS放大器模块。射频性能表1归纳了一些带有不同前置滤波器、后置滤波器和放大器组合的Avago Technologies GPS模块的射频性能。ALM-1912和ALM-2712都在第一级设有 FBAR滤波器，随后放置低噪声放大器。ALM-2712比ALM-1912多了一个后置 滤波器。ALM-1412则以低噪声放大器和后置滤波器为组合。参见表1, ALM-1912和ALM-2712对于干扰信号表现出明显的阻断能力。ALM- 1912 和ALM-2712的带外输入PldB在蜂窝频段、PCS频段和无线频段均远远 优于LNA之前没有滤波器的ALM-1412o高频率响应
5、跌落PldB表明该模块能 够在强干扰信号存在的情况下工作，不会导致放大器饱和。表1.GPS模块的葡化结构图和射姨性能.单位AIM 19UMM2712AIM1412GPSLNAMtt_j，捣AW2712dB141.2508dB19.31421里5哂dBm1，57入 PMBdBm217入 PldBdBm39214入 PldB (PCSJMft)dBm44人 PldB微段）dBmX3 一 wWW MW A- NET测量和测试设置 另一项测量是为了比较3个模块阻断干扰信号的能力。该测量旨在监测模块的 噪声系数随一定功率电平的干扰信号存在而发生的退化。在这一测量中，干扰 信号的频率为1.62GHz,接近
6、于GPS频率并会给GPS频率噪声系数带来最显 著的影响。图2显示了该测量的测试设置。Av.信号发电机直指近标定于ttA人功率”考jA.使用功率*澹取人搴| Ato H4000A IMMX6N$iaaHRB Mmi Grafts 2no也 U；SCH/UMS/ / / /直指总分新Any Ntt7$A(1 H XMl)功郑岩可嚼转产液-Mwaaa.用于过*ii大产生由0*fiSEI总波&UI,用于a干扰发tmii率（QUiaautat拒NVgH旃融署WWW MWRF?NET留2尊在干扰!号需次下的点系故第化海武设处于干扰频率的CW信号(干扰信号)是由信号发生器产生的。干扰信号和噪 声源相结合共同
7、使用一个功率合成器，并被一起馈送到GPS模块，以测量模块 的噪声系数。在干扰信号与噪声源结合之前，由外部前置放大器放大干扰信号以提高信号的 功率电平。噪声系数分析仪能在非常低的噪声基底测量或接收信号。因此，任 何来自干扰源的额外噪声都很重要并将被纳入噪声系数测量之中。噪声基底高 的干扰源在GPS频率中可能会最终导致测量干扰源的噪声基底，而不是测量模 块的噪声系数。为了确保在噪声系数测量中没有包括额外的噪声基底，可通过 滤波器衰减GPS频率的干扰信号，以便抑制这个频率的信号/噪声。正如上一段中所讨论的，必须在GPS频率对干扰信号的噪声基底进行高效抑 制，以使本测试得以正确而精准的测量。参见图2,
8、 一个带通滤波器被置于干 扰信号源处，可过滤干扰信号的谐波。此外，还有两个陷波滤波器被置于带通 滤波器之后，可在GPS频率中抑制干扰信号的噪声基底。图3显示了 2个级 联陷波滤波器和1个带通滤波器的频率响应。级联滤波器在1.575GHz达到 lOOdB的衰减，并在1.62GHz的干扰信号频率中实现低损耗。2040608000 cop -we-线第 Yffi插入损失对比频率-120 111i1i115001520 1540 156015801600162016401660臻渐防微液的频网_ 一 m k JVJBF NET图3.级联陷波滤波器和带通泡波器的融放器胸应对于DTU （被测装置）/GPS
9、模块之后的测试设置，GPS带通滤波器应置于噪 声系数分析仪之前，以阻止强干扰信号进入噪声系数分析仪。这将有助于避免 分析仪遭受强干扰信号引起的过载。讨论和测量结果图4显示了模块噪声系数在1.62GHz强干扰信号背景中的退化。退化是以没 有干扰信号时的模块噪声系数作为参考依据的。结果是基于图2所示的测试设 置所测量的。噪声指数劣化对比干扰信号强度12108gp值册T-ALM-1912 AlAUlr IZ ALM2712*-50-40-*-30-20-1001020干扰物缺液射频网6 4 2型H鲁图最噪声系数退化与干扰信号强度的对比。NETALM-1412没有将前置滤波器设为第一级，噪声系数在干扰
10、信号达到TOdBin的 功率电平前就降低了 IdB以上。ALM-1912和ALM-2712均未在功率电平高达 20dBm的强干扰信号时显示噪声系数退化。由此可见，带前置滤波器的GPS模块对强干扰信号具有更好的抑制作用。这个 示例中所测得的数据显示，带前置滤波器的ALM-1912和ALM-2712在强干扰 信号存在的情况下要比放大器前没有前置滤波器的ALM-1412具有更好的稳固 性。综述总的来说，在第一级中集成FBAR滤波器将受益于卓越的带外抑制，并对干扰 信号表现出更加稳定的噪声系数性能。FBAR滤波器的低插入损耗也有助于放大 器实现最低的噪声系数退化。结果显示，带有插入损耗低、带外抑制高的
11、FBAR 前置滤波器的GPS放大器模块不愧为一个很好的GPS接收链路解决方案。此 外，所有元件都集成到一个小型模块封装中，减少了所需的电路板空间并缩短 了设计周期。 D. Orban 和 T. Eyerman 撰写的 “GPS Antenna LNA” （GPS 天线 LNA） 应用说明 AN- 5240：ALM-1106 as a 1.575 GHz GPSLow NoiseAmpli er” （ALM- 1106作为1. 575GHz GPS低噪声放大器） Allen Chien 和 Won Kyu Kim 撰写的 “Improving S-GPS sensitivity”（提高 S-GPS 灵敏度）S-GPS_sensitivity-artic 1 e-farr_avago_jun2008-html. aspx）