GPS接收器測試

　　請注意，此處亦使用高效能 VNA 確實量測被動衰減器。透過此量測裝置，即可于 ± 0.1 dB 的不確定性之內(nèi)，決定所要套用的衰減。

　　方法 2：經(jīng)過校準的多組被動衰減器
　　校準 RF 功率的第二種方法，即是使用高精確度的 RF 功率計 (高于 ± 0.2 dB 的精確度，并最低可達 -70 dBm) 搭配多款固定式衰減器。因為我們是以固定頻率，與相對較小的功率范圍操作 RF 產(chǎn)生器，所以可有效修正由產(chǎn)生器造成的任何錯誤。此外，由于被動衰減器是以固定頻率進行線性動作，因此亦可校準其不確定性。在方法 2 中，主要即必須確保產(chǎn)生系統(tǒng)可達到最佳效能，且將不確定性降至最低。此高精確度功率計可達優(yōu)于 80 dB 的動態(tài)范圍 (往往為雙頭式儀器)，進而確保最低的量測不確定性。

　　透過高精確度的功率計，即可使用 3 種量測作業(yè)進行系統(tǒng)校準：1 種用于向量訊號產(chǎn)生器的 RF 功率，另外 2 種量測作業(yè)可校準衰減器。為了達到最佳的不確定性，則應設定系統(tǒng)所需的最少量測次數(shù)。若要達到 -136 dBm 的 RF 功率強度，則可將 RF 儀器程序設計為 -65 dBm 的功率強度，并使用 70 dB 固定衰減 (假設 1 dB 插入損耗)。為了確實進行 RF 功率強度的程序設計作業(yè)，則可透過固定的 Padding 校準實際衰減。校準程序如下：
　　1) 將 VSG 程序設計為+15 dBm 功率強度
　　可開啟 Measurement and Automation Explorer (MAX) 并使用測試面板。透過測試面板以 +15 dBm 產(chǎn)生 1.58 GHz 連續(xù)波 (CW) 訊號。
　　2) 以高精確度的功率計量測 RF 功率
　　使用 RF 功率計，讓功率達到儀器功率精確度規(guī)格的 +14.78 dBm (或近似值) 之內(nèi)。
　　3) 附加 70 dB 固定式衰減器(30 dB + 20 dB + 20 dB) 與任何必要的連接線
　　4) 以高精確度的功率計量測 RF 功率
　　將功率計設定為最大平均值 (512)，以量測 RF 功率強度。此處的讀數(shù)為 -56.63 dBm。
　　5) 計算 RF 總耗損
　　若以 +14.78 dBm 減去 -56.63 dBm，即可在整合了衰減器與連接線之后，確保產(chǎn)生 71.41 dB 的功率耗損。請注意，多款衰減器往往具備最高 ± 1.0 dB 的不確定性。因此量測所得的衰減可能最高達 ± 3.0 dB 的變化。所以校準衰減器更顯重要，確保已知衰減可達較低的不確定性。

　　根據(jù)衰減器與連接線的校準例程，即可確定所需的 RF 功率強度必須達到 -136 dBM?；谇笆龅?71.41 dB 衰減，必須將 RF 向量訊號產(chǎn)生器設定為 -58.59 dBm 的功率強度。若要確認程序設計過后的功率無誤，則可依下列步驟進行：
　　6) 直接將功率計附加至 RF 向量訊號產(chǎn)生器
　　并移除所有的衰減器與連接線。
　　7) 將 RF 產(chǎn)生器設定必要數(shù)值，使其最后功率達到-136 dBm。
　　而程序設計的數(shù)值應為 -58.59 dBm，即由 -136 dBm + 71.41 dB 而得。
　　8) 以功率計量測最后功率。
　　請注意，所測得的 RF 功率，將因儀器的功率精確度而有所不同。即使測得 -58.59，則實際結(jié)果亦將因儀器的不確定性而產(chǎn)生些許變化。
　　9) 調(diào)整產(chǎn)生器功率直到功率計讀出-58.59 dBm
　　雖然 RF 產(chǎn)生器可于一定的容錯范圍內(nèi)進行作業(yè)，但此數(shù)值不僅具有可重復性，亦可調(diào)整 RF 功率計進行校準，直到得出合適的數(shù)值為止。

　　透過上述方法，僅需 3 項 RF 功率量測作業(yè)，即可決定所需的 RF 功率。因此，假設量測裝置具有 ± 0.2 dB 的不確定性，則可得出 – 136 dBm 的功率不確定性將為 ± 0.6 dBm (3 x 0.2)。

　　Part B：敏感度量測
　　現(xiàn)在校準 RF 量測系統(tǒng)的功率之后，接著僅需進行 RF 產(chǎn)生器的程序設計，將功率強度設定足以讓接收器回傳最小的 C/N。雖然用于量測敏感度的 RF 功率將因接收器而有所不同，但是接收器 C/N 與 RF 功率的比值，將呈現(xiàn)完美的線性關系。在我們的測試中，可假設所需的 C/N 為 28 dB-Hz 以進行定位。透過等式 12，即可得出接收器 C/N 比值與噪聲指數(shù)之間的關系?！　?/p>

 　　假設衛(wèi)星功率穩(wěn)定，則可發(fā)現(xiàn)由接收器回報的 C/N 比，幾乎就等于接收器的噪聲指數(shù)函式。下表顯示可達到的多樣 C/N 比值?！　?/p>

 　　一般來說，接收器上的 GPS 譯碼芯片組，將得出定位作業(yè)所需的最小 C/N 比值。然而，又必須透過整組接收器的噪聲指數(shù)，才能決定目前功率強度所能達到的 C/N 比值。因此，當量測敏感度時，必須先了解定位作業(yè)所需的最小 C/N 比值。

　　其實有多種方法可量測敏感度。如上表所示，RF 功率與敏感度具有直接相關性。因此，可根據(jù)現(xiàn)有的敏感度功率強度，量測接收器的 C/N 比值;亦可根據(jù)不同的 RF 功率強度，得出系統(tǒng)敏感度。

　　為了說明這點，則可注意 RF 訊號功率與 GPS 接收器 C/N 比值，在不同功率強度之下的關系。下方量測作業(yè)所套用的激發(fā)，即忽略了第一組 LNA 而進行，且接收器的整體噪聲指數(shù)約為 8 dB。而圖 17 顯示相關結(jié)果。