天線的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

對于成功設(shè)計(jì)GPS性能,天線應(yīng)該是最重要的一個(gè)器件，由于GPS信號(hào)的特殊性，能否在各種復(fù)雜的情況下把足夠弱的信號(hào)接收下來，將會(huì)很大影響接收性能。根據(jù)應(yīng)用不同天線也會(huì)有不同的形式，可以有PIFA，陶瓷，主動(dòng)天線。類似陶瓷的貼片小天線性能一般，如果不是空間要求太高，盡量避免使用。

車載GPS廠家建議盡量避免使用組合形式天線,如在一個(gè)天線上面實(shí)現(xiàn)三頻雙頻形式,如GSM+DCS+GPS，一般天線廠家會(huì)設(shè)計(jì)為兩個(gè)頻段，900MHZ一個(gè)，1.5G-1.9G一個(gè)頻段，這樣天線間的隔離很可能不夠，經(jīng)過我測試感覺900MHZ天線工作的同時(shí)對GPS接收影響還小點(diǎn)，1.9G在大功率發(fā)射時(shí)對GPS就有點(diǎn)影響了。如果可以分開做，有一定的距離是比較好的，也就是所謂天線間的隔離。

TCXO的穩(wěn)定度設(shè)計(jì)

TCXO的頻率穩(wěn)定度將會(huì)很大程度影響到接受的靈敏度與接受的準(zhǔn)確度，由于溫度的影響，VCC里雜波，補(bǔ)償用的VCONTROL電平的輕微抖動(dòng)，任何精度0.05PPM內(nèi)輕微變化就會(huì)引起相對與1575.42MHZ的2.5Hz/Sec的頻率漂移，這樣解調(diào)后定位信息誤差很容易就產(chǎn)生幾十米，幾百米的誤差。所以如何控制VCTCXO輸出頻率的精準(zhǔn)度也是GPS精確度設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一。

一般情況減小頻率誤差有以下方法：

1. 器件本身的PHASE NOISE要足夠的小。

2. 熱傳導(dǎo)引起的頻率漂移，這也就要求在PCB LAYOUT 時(shí)對于布局要有一定要求，盡量將VCTCXO遠(yuǎn)離PA等發(fā)熱大的器件，同時(shí)要充分接地散熱，如果可能要加一些散熱膠來降低溫度。

3. 通過足夠的去耦濾波來處理DC 電源，如果TUNING CONTROL的電平抖動(dòng)，可以加一個(gè)緩沖器來減小這種影響。

如果在以上改進(jìn)措施還不明顯情況下，可以嘗試替換普通2.0PPM/C為溫度漂移精度更高的0.5PPM/C 的TCXO可有效改善靈敏度與多譜勒誤差。

LNA的性能要求

LNA應(yīng)當(dāng)盡可能的靠近GPS 天線來減小線損，這些走線要盡早考慮給以一定的優(yōu)先級(jí)。

如果使用PATCH 天線，LNA總體增益應(yīng)該在12到26dB, 如果是線性天線LNA的增益至少要14.5 dB  ， 但是如果增益太大超過27 則有可能引入干擾，降低IP3使接收飽和。

除了滿足足夠的增益外，對于LNA的輸入匹配的調(diào)試要優(yōu)先考慮如何減小NF，因?yàn)榻邮障到y(tǒng)的噪聲系數(shù)是由第一級(jí)來決定。如果能有效減小LNA的NF則對接收 系統(tǒng)的性能有很大幫助。比如AVOGA 的一顆LNA通過調(diào)試則就獲得比在正常50OMH處小0.5dB的NF，這樣對整個(gè)系統(tǒng)的性能提升有一定幫助。

隔離，匹配，干擾

前端器件如濾波器，雙工器，三工器的選擇要特別注意頻段間的隔離要足夠，這個(gè)可以通過NA測試來評估。同時(shí)在做匹配的時(shí)候也要注意器件間的匹配累計(jì)誤差效 應(yīng)。可能PA,接收到雙工之間的匹配沒問題，一加上三工器，整個(gè)鏈路就比較難控制在理想50OHM來走了，尤其是大功率發(fā)射時(shí)，調(diào)試一條支路會(huì)很容易改變 另外一條支路的匹配阻抗與性能。

電源的走線，其他高頻信號(hào)線的走線也是引起干擾主要因素。由于PA走線不當(dāng)，去耦不夠，諧波就會(huì)跑到PCB其他位置，產(chǎn)生干擾，影響性能。