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如何提高GPS接收器的灵敏度

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发布时间: 2021-6-25 11:16

正文摘要:

S-GPS(全球同步定位系统)是一种操作,其中GPS信号的接收与手机的语音或数据信号的传输同时发生。来自语音或数据传输的干扰信号可能会泄漏到GPS接收器的路径,并会使接收器的低噪声放大器或接收器的后端过载,从而 ...

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criterion 发表于 2021-7-21 19:22
实际上   手机不会这样设计
" u  L! j7 |( d( F; K" z" I. w$ q9 g8 b: k% X) ?
2 j  x1 M: S( n8 E. u% a& L- t/ r  M
9 F. a# Y# ?& T4 t" [9 Z

# m4 O* D  T' a9 o# e  b% h* C. O& `, s- l  J: y+ C
高通文件中明确说了! }$ c" _0 o6 L
: f. Y& K0 i0 G7 W* a
# S& Z- s! u7 W& p
; O2 j& S( a, t& e' C7 B6 G
GPS不会跟Cell TX讯号共天线    怕被干扰
2 K: }5 ?- T! ]: V. X你说FBAR已经对Outband Rejection很大5 U' @" n! h" R  Y& b; Q2 j
Front End Module里面又有Pre-filter; Q' f. l8 e( \6 M! V
等于TX讯号在进入GPS LNA前
. p7 O+ A4 Q: d0 Q经过了二个Filter  一个外部   一个Front End Module内建的
$ y5 w8 K/ J8 |( h/ V7 U7 B二次抑制  原则上威胁已经大幅降低
9 I/ h% i& s6 Q5 i$ X5 W+ G1 V0 F( m! f1 e# ^2 [3 p
; G: }; }$ U; _: D5 d" p$ S1 [
是这样没错4 f% ?6 ^* O' z+ F* O! m5 C0 k
但文章说了
* c$ f# `$ p( u4 u# h) n8 w根据Friis方程,如果后续级具有合理的增益,则第一级的噪声系数或插入损耗将是接收机链噪声系数的主导( e7 b. |  v8 Y" \9 i
换言之  天线到LNA输入端  这段路径的Loss越小越好$ J$ I1 M/ @) H$ \) G4 O- @3 r
二个滤波器的Loss总和   对于锱铢必较的GPS   是不小的压力! m, H( x3 K. p) c

' a( g% j. A* {/ a  F4 K6 d3 k8 Z8 @, V6 ]. b
' ]! s# v/ c* L- ~) f' t0 ?2 h
再来  
8 |3 @- t- `' z4 Q图都说了
. ~& w. ]% l6 ETX讯号又不是只会乖乖走在传输线) c! C$ L; ^! G1 l  [8 ]+ F9 n
有可能泄漏到GPS的前端电路" ~# u, V9 `" ]; T  x- l" G
1 z& J$ N2 @, v/ v2 u
: l4 e1 u; g8 ^1 }
' H/ b; s) d/ V  {
+ \) {# q: Y7 t$ z
注意! 这些泄漏的TX讯号   没有经过外部Filter的Rejection喔
6 l# G( ^) c( X( L: ?PCS  Band  2G也有   最大可能29.5dBm7 e7 S' a! q6 x# L3 q
Couple Loss我给你 30 dB
/ y: d; I8 r8 o2 M+ p那就-0.5 dBm了  
9 w+ R- d9 v% {; X. W! n5 S! YFront End Module内部的pre-filter   Rejection我给你算50 dB
- e6 a+ S% i( K-0.5 dBm – 50 dB = -50.5 dBm
! V' L2 d! y1 b- N' `, I1 ~这么大讯号  其两旁频谱   肯定会干扰到GPS3 Q0 D6 C; O8 W8 s& D6 k1 e" P: u9 Q: g
' [4 a6 n5 d' S( ~$ q
4 B6 g8 s- U% N3 e9 O

9 {# y' I: }  A- z, a' Q% R8 @7 t: ]2 s5 k
所以由以上分析可知
2 D  ]/ K3 d! rGPS天线   不可能跟Cell 主天线共享   因为TX讯号会干扰GPS
0 Q9 }9 o; m. @+ ^# o而且为了抑制强大TX讯号   二个滤波器   会大幅提高GPS路径的NF) I9 ~0 Y6 H6 q* t
B > Z   弊大于利' U& W9 {1 k% z
7 L3 j6 K( O/ f; ?6 I9 |
+ w" n$ r" l3 L6 L
所以在摆放天线时
) A# M$ Z8 @1 m. w) {Cell的主天线(包含TX/RX讯号)   会放下方- G: ?/ e6 @  s  F7 r
考虑之一   便是远离头部   避免SAR超标) x2 [: k/ ?6 v' _9 j* Q
+ v; u8 L' G2 Q% w- a' t3 z, V
而GPS天线  WIFI天线  Cell分集天线(只有RX讯号)
6 @2 I2 @# Z4 M+ s会放手机上方  远离Cell主天线9 }8 J6 W9 f& Q9 O7 l2 e+ Z7 m$ |# ~5 U
GPS天线跟WIFI天线  因为体积较小  甚至会塞侧边  ^  w, @8 y) a2 h0 M0 B' _5 V9 B

" O1 y* H$ _7 O6 R
( ?! u% p: t2 l' y4 z - i$ `' C# t, b' |( h; i' q
) X  ?4 X) y8 L- W
$ c8 n4 u, K' p5 I

( Y+ W$ m6 w# _* ^
* u6 Y- S+ f! ~$ f+ P那上面提到   2 p- a! S8 f( f
GPS天线  WIFI天线  Cell分集天线(只有RX讯号)  会放手机上方
1 i. U& ^# F, b9 v4 W位置相近   可以共天线吗?1 g5 m9 s  V& _- s( S! g& M. c# H
可以!
  \) n: r% [+ [4 n( s2 s: K因为Cell分集天线  只有RX讯号  不会有干扰问题  可以跟GPS共天线+ i) D4 h' d: y8 q
而WIFI虽然有TX   但频率离GPS很远   而且Power没Cell那么大
' |3 `2 y$ T. H' C5 E/ C所以也可以跟GPS共天线
. H. N7 s4 |5 g当然  一样要用Diplexer分离  担当GPS的pre-filter% s1 y- R, s, q% D% C4 h5 E0 }

. R9 }! S" O$ }5 Q4 n% T ' G+ C( A& c5 @9 e; w! p, U
- @) A2 b- f# s5 i2 r
3 L: M3 Q! |5 G* l
6 N+ N2 V6 o7 ^% k
再来   前面说了
9 o' m# m- R+ C* ^- g+ z* xCell主天线会在手机下方+ \" w, `; Y( m% V! |( {
那收发器也会在下方   当然PA  Duplexer……等  也是在下面
- B, |7 i& {" z# A  P! @/ @
( u* Z) G/ \2 d  ]
* u& S+ W/ t3 _3 d" z$ y2 b4 N* e& S. {3 a& ^4 `' y3 b; e- b7 w, Q0 l
以高通平台为例   GPS的收发器  一定是跟Cell共享9 X& q6 V/ G9 X* t" Y
除非你很强调GPS性能   额外再放一个GPS专属的收发器: d  R3 Z# n% J) x; p. i
但这样的话   一来是增加BOM Cost   二来是压缩所剩无几的摆放空间
9 `# P- S5 W; e4 C3 h1 i3 U! b所以通常不会这样设计
* T, Y6 o! V9 A3 S/ c5 m' s' ~
) m9 G* f1 ]$ c- V3 _$ ^7 ^4 a; P2 h$ j$ _2 V
前面又说过  为了避免TX讯号干扰* G! U& }; [" a  W
GPS天线会放上方或侧边
3 ]/ i! ^' r  x8 J" t- s; T4 A那这样就会衍伸一个问题6 M" Q3 }) @+ z) l
GPS天线    会离收发器很远- v( d. A, N, ~( A; I0 i0 f
重点来了   请问你Front End Module靠哪放?
- p# @! T9 Q. Y: f0 b% w; Y6 x' f1 [  v/ s7 C+ A$ K* Y

: m. s2 U/ {- T靠近天线?5 o- |: }: ~& [; a# R! O/ G
) b0 D' E. U8 b" w/ r% H: M

6 n) m( f: O3 _& K! k/ b. y0 P6 y
: }  |9 a' t, sLNA靠近天线摆放  把LNA输入端的路径缩到最短  Loss降到最低  进而降低整体路径NF* P0 y$ R8 e, ^
这是好的考虑
) g6 J3 O, _/ S) C9 X6 a% v但你的post-filter呢?
5 o" E# y5 x/ O3 {0 y: `5 e
" u: P! C- m8 ~3 ~* n: W" nPost-filter目的是保护收发器  
: U0 [) V: R# @, b, r# ~1 Q, S* L; R你让它离收发器这么远  失去保护的用意. e- a4 u$ {/ U  _3 J! v% G
收发器随时都可以有Noise进入干扰
( b  b5 a( a1 N; U难道Noise就一定乖乖走GPS路径?  当然不会嘛
, R9 h3 U# O4 u" w
# m" B, s5 G/ f& p3 K) U, W2 e# I9 y( N
靠近收发器?1 H7 o  e% ]0 A( G, m

- a3 y5 I5 L7 [! S1 |: [% r
2 Z' ^: k4 J2 z) ^8 X9 l
. C" @: d$ G; k& o6 d! D收发器是保护到了  ! v" q# c% Z4 n$ v
但天线变成离LNA很远   NF又大幅提高5 ~4 r& f  E& p5 {, d5 _- H7 `
% o# p8 I, g1 R8 F' v% q# B
# C# x' D3 Q0 z1 |/ Z3 q' y
所以就知道  ) w; |& m2 V7 O) A* h2 R
因为手机设计   GPS天线会离收发器很远" o/ y* u4 }' Z( a( g, c8 g: p
你用Front End Module   其实不是好的设计
& B: @( f+ V, c1 {9 y7 c* \' Z* K  T

9 B0 v8 C& g1 g9 \- F. G) U& ^  M7 f% k2 i+ A7 ~
怎解决?: O; b0 m  Y2 d# h$ B2 ]7 E
应该是要这样& H6 X( _8 J# y  ?  B# l' x: `  O

; p, ?1 F5 K% ]7 K1 W2 j" X
8 B$ D  x" g3 K/ t4 \# D" q  b' v
* h" G7 [2 F  m1 j+ ZPre-filter跟LNA  都要靠近天线  & A% t6 J' k8 T  f9 a. v1 O
把LNA输入端的路径缩到最短  Loss降到最低  进而降低整体路径NF
! f% z0 H$ J& r8 kPost-filter要靠近收发器   保护收发器! A, D1 m, m$ ~7 u
当然  有些Front End Module  会直接把Pre-filter跟LNA包在一起" E5 `; A  I1 u: q7 V3 Q( k3 u1 {
那你就可以用
) _) z  m( D$ b+ q+ H% `9 n, B" b2 D* D/ N6 d5 S" L8 Z% I( e
1 n4 ?" e9 ^* V% ]! M: \

# C  N2 ?( K& _4 L8 X* u总之  post-filter一定要自己额外放- w( K* u+ L% j" q2 G! y2 w8 C
不能用Front End Module3 ?8 h2 w! p/ l, {4 [

: M& P4 r& ^. \5 ^- b& Z+ D; ~" T( t- p# A9 p# I: \8 ]
所以   作个结论   手机的GPS设计( n$ V2 l2 c1 v0 p, i/ G

( K/ q6 g; _7 N" L- z
# I' U; A+ f( K! b1.        不可跟Cell TX天线共享  但WIFI TX可以 (因为频率离很远)
& n' P% t( t  N1 Z8 ?* G% g2.        可以跟RX天线共享
5 C1 U3 e! P) T  i, w3.        Post-filter要额外摆放   靠近收发器' P* F* @  {; R& Y  b: q' k/ D
4.        Pre-filter + LNA要靠近天线摆放
: M' b8 Q) S2 a7 u+ G- s1 O1 Y: `$ T7 m1 n0 P6 G2 Q" {
3 v; p# y) q: U
123144483@qq.co 发表于 2021-8-5 16:04
学习了
猴子爱宝宝 发表于 2021-7-22 14:49
学习了................
wozuishuai 发表于 2021-6-25 13:30
FBAR是Avago Technologies开发的突破性谐振器技术。
wozuishuai 发表于 2021-6-25 13:29
低插入损耗,高阻断能力的FBAR滤波器与低噪声放大器的集成这可以通过放置一个预滤波器来阻止强干扰源信号泄漏到GPS接收器路径中来实现
wozuishuai 发表于 2021-6-25 13:27
设计人员需要保持GPS接收器对微弱的GPS输入信号的灵敏度,同时传输的语音或数据会产生强烈的干扰信号。
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