復(fù)雜射頻干擾環(huán)境下的高靈敏度GPS系統(tǒng)設(shè)計

圖4所示是TTFF隨LNA的1dB壓縮點P1dB的變化趨勢。帶外干擾強(qiáng)度為-15dBm，GPS系統(tǒng)的輸入信號強(qiáng)度為-165dBm。從圖中可以看出，即使P1dB高于帶外干擾信號的強(qiáng)度，其首次定位時間TTFF仍然受到較大的影響；而當(dāng)P1dB遠(yuǎn)高于帶外干擾信號后TTFF受P1dB的影響變得微乎其微。AW5005可以提高高達(dá)-7.6dBm的1dB壓縮點，遠(yuǎn)高于業(yè)界同類產(chǎn)品的水平，確保GPS系統(tǒng)不會因為帶外強(qiáng)干擾而性能惡化。

（2）帶外雙音信號經(jīng)過LNA產(chǎn)生的三階交調(diào)項（Inter-modulation）落在GPS帶內(nèi)。

一個典型的例子是PCS-1900和GSM-1800的帶外雙音信號經(jīng)過LNA后產(chǎn)生的交調(diào)項正好落在GPS帶內(nèi)。PCS-1900的發(fā)射頻率為1851MHz，發(fā)射功率為24dBm，假定發(fā)射天線距離GPS天線1米，從而在GPS天線處看到的干擾信號強(qiáng)度為-20dBm，經(jīng)過濾波器在LNA輸入端看到了功率為-60dBm。而GSM-1800的發(fā)射頻率為1713MHz，發(fā)射功率為+36dBm，在GPS天線端看到的信號強(qiáng)度為21dBm，則經(jīng)過濾波器后的強(qiáng)度為-19dBm。經(jīng)過LNA后，該雙音信號產(chǎn)生的三階交調(diào)項頻率為：2×1713MHz-1851MHz=1575MHz，正好落在GPS信號帶內(nèi)，從而惡化了GPS系統(tǒng)的性能。等效到LNA輸入端口看到的交調(diào)項強(qiáng)度可由下式表示：

P_int=2P_GSM+P_PCS-2IIP3 (6)

式(6)中P_GSM和P_PCS分別為雙音信號的強(qiáng)度，IIP3為LNA的輸入三階交調(diào)點。而帶內(nèi)的干擾信號對GPS系統(tǒng)的信噪比影響如下式[5]：

式(7)中，C/N₀為沒有干擾信號時的系統(tǒng)載噪比（carrier-to-noise-density-ratio），P_in為LNA輸入端口看到的輸入信號強(qiáng)度，Q為擴(kuò)頻增益因子，窄帶干擾時為1，寬帶擴(kuò)頻干擾時為1.5，寬帶噪聲干擾時為2；R_b為GPS偽隨機(jī)碼率，當(dāng)GPS信號為C/A碼是R_b等于1.023M，因此可以得到TTFF隨LNA的IIP3指標(biāo)變化趨勢如下圖所示。AW5005可提供高達(dá)+6.5dBm的三階交調(diào)點IIP3，有效的減小了帶外多個干擾源對GPS系統(tǒng)的影響。

（3）帶外寬帶干擾可在單頻強(qiáng)干擾的條件下產(chǎn)生互調(diào)項（Cross-modulation）落在GPS帶內(nèi)。

除了雙音信號的交調(diào)項，某個窄帶強(qiáng)干擾（Blocker）和寬帶干擾信號依然可以產(chǎn)生帶內(nèi)的互調(diào)項從而影響性能。比如，GPS手機(jī)鄰近的移動設(shè)備無線局域網(wǎng)（WLAN）正在工作，最大發(fā)射功率為20dBm，則LNA輸入端接收到的信號功率為：

(8)

式(8)中，F(xiàn)為WLAN發(fā)射源到手機(jī)GPS天線的衰減，λ為波長，BW_WLAN和BW_GPS分別為WLAN和GPS的信號帶寬，假定d為1米，P_TX等于17dBm，由此計算得到LNA輸入端接收到的WLAN信號強(qiáng)度約為-60dBm；另一強(qiáng)干擾源為GSM-1800，經(jīng)過濾波器的強(qiáng)度為-19dBm，從而得到互調(diào)項的強(qiáng)度如下式[6]：

(9)