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如何设计高灵敏度的GPS接收器
浏览: 发布日期:2019-02-27
       随着科技的发展,总所周知GPS定位系统的应用在不断的扩展范围。所以对GPS接收器的灵敏程度要求提高越严格,需要高敏度的接收性能让接收机哪怕在室内或其它卫星信号比较弱的环境下,依然能够实时定位和GPS跟踪,才能给GPS定位系统起到大范围使用。
       因此,GPS接收器性能指标重要的一点就是高灵敏度是GPS模块致力改善的目标。对于GPS接收器信号而言,灵敏度指标包括几种环境下的指标,分别为:GPS跟踪的灵敏度、冷启动的灵敏度和温启动的灵敏度。现今在行业里GPS跟踪的灵敏度已实现在-160dBm 以下,冷启动的灵敏度和温启动的灵敏度也达到-145dBm 和-158dBm 以下,这是在多种环境下测试得出的捕获灵敏度。
那么怎样对GPS模块的灵敏度接收性能做分析?
      我们分析GPS接收机的灵敏度主要是由两个方面决定:一种是基带部分的算法性能;第二种是对GPS接收机前端的整个信号通路增益及噪声的性能。其中,接收机前端决定了接收信号到达基带部分时的信噪比,而基带算法则决定了解调、在GPS定位跟踪过程能容忍的最小信噪比。
依据GPS接收机的分析,如设计出高接收灵敏度的GPS接收机,可从以下几个点进行选择:
一、需要高稳定度的本振,这是好的基带算法能工作的必要条件。
二、要有好的基带算法,包括对信噪比要求极低的捕捉、跟踪算法,这一点目前在业界很多GPS基带芯片内都已经实现。
三、要有好的隔离设计和抗干扰,当GPS信号在弱信号时,强度在-130dBm左右射频通道内任何一级引进的干扰都有可能极大影响系统的接收信噪比,因此,需要从电路设计上做到抗干扰和隔离,尤其是地线的设计,差的地线设计可以使系统信噪比降低6dB 以上。
四、 需要最小化接收机噪声,即尽可能进步系统的G/T 值,这可以从尽量降低前级噪声系数、前级增益等方面进行,但同时还需要考虑系统的动态范围,全通道增益不能过大。
 
       通过以上几点得知GPS接收机的灵敏度主要受两个部分的限制:一种是接收机基带算法的设计,第二种是接收机前端电路包括GPS天线部分的设计。这样分析得出在设计高接收灵敏度GPS接收机设计的建议。
 
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