復雜射頻干擾環(huán)境下的高靈敏度GPS系統設計

圖4所示是TTFF隨LNA的1dB壓縮點(diǎn)P1dB的變化趨勢。帶外干擾強度為-15dBm，GPS系統的輸入信號強度為-165dBm。從圖中可以看出，即使P1dB高于帶外干擾信號的強度，其首次定位時(shí)間TTFF仍然受到較大的影響；而當P1dB遠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-7.6dBm的1dB壓縮點(diǎn)，遠高于業(yè)界同類(lèi)產(chǎn)品的水平，確保GPS系統不會(huì )因為帶外強干擾而性能惡化。

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

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

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度，IIP3為L(cháng)NA的輸入三階交調點(diǎn)。而帶內的干擾信號對GPS系統的信噪比影響如下式[5]：

式(7)中，C/N₀為沒(méi)有干擾信號時(shí)的系統載噪比（carrier-to-noise-density-ratio），P_in為L(cháng)NA輸入端口看到的輸入信號強度，Q為擴頻增益因子，窄帶干擾時(shí)為1，寬帶擴頻干擾時(shí)為1.5，寬帶噪聲干擾時(shí)為2；R_b為GPS偽隨機碼率，當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指標變化趨勢如下圖所示。AW5005可提供高達+6.5dBm的三階交調點(diǎn)IIP3，有效的減小了帶外多個(gè)干擾源對GPS系統的影響。

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

除了雙音信號的交調項，某個(gè)窄帶強干擾（Blocker）和寬帶干擾信號依然可以產(chǎn)生帶內的互調項從而影響性能。比如，GPS手機鄰近的移動(dòng)設備無(wú)線(xiàn)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為WLAN發(fā)射源到手機GPS天線(xiàn)的衰減，λ為波長(cháng)，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信號強度約為-60dBm；另一強干擾源為GSM-1800，經(jīng)過(guò)濾波器的強度為-19dBm，從而得到互調項的強度如下式[6]：

(9)