GPS之Pre-SAW与Post-SAW的探讨VIP免费

Author:criterion1ProcessGain由[1]可知，GPS讯号非常微弱，天线端接收讯号大约为-125dBm，而若整个系统带宽以2.046MHz计算，其NoiseFloor大约-110dBm，此时SNR是负的，讯号淹没在NoiseFloor之下。然而，因为GPS为展频通讯[69]:会有43dB的处理增益。换言之，实际上讯号在基带处理时为-82dBm，因此，接收讯号最小可以到-153dBm。然而以上均为理论计算，为改善接收质量，实际的接收讯号，最好不要小于-147dBm[1]。Author:criterion2OneJammerandNoiseFigurediscussion由于GPS接收的是太空卫星发射的讯号，其接收讯号极微弱，因此其接收讯号强度并不会大到足以使其LNA饱和，加上GPS只有单一Channel，换言之，会使LNA饱和的，皆为带外噪声。以手机而言，因为里面会有许多射频功能，彼此间可能会有所干扰，如下图[70]:Author:criterion3这使得Co-existence的重要性越来越大，该如何使GPS讯号避免被其他手机内部RF讯号干扰，是一大挑战。我们以DCS1800为例，其发射频率为1710MHz~1785MHz，很接近于GPS的1575.42MHz。如上图[1]，假设DCS1800的发射功率为30dBm，隔离度为15dB，滤波器的抑制能力为40dB，那么进入GPS接收器的DCS1800讯号强度为-25dBm。以Qualcomm的WTR1605为例[72]，其GPS接收器的P1dB为-13dBm，因此该DCS1800的讯号，并不会使GPS接收器饱和。但反过来说，若无SAWFilter的抑制，则进入GPS接收器的DCS1800讯号强度为15dBm，肯定会使GPS接收器饱和，如上图。因此SAWFilter是必须的。Author:criterion4而在手机应用中，为了进一步加强GPS与其他RF功能的隔离度，有可能为了避免GPS讯号被其他RF讯号干扰，会将GPS天线位置，远离2G/3G/4G的主天线，如下图[73]:Author:criterion5由于一般在手机应用中，2G/3G/4G与GPS，都是同一个接收机，如Qualcomm的WTR4905:Author:criterion6而手机应用的接收机，会靠近主天线。换言之，其GPS天线，会离接收机很远，如下图:由Friisformula得知LNA前端的InsertionLoss，也就是上式的F1最为关键，几乎主宰了接收路径整体的NoiseFigure[73]。因此GPS天线到接收器这段很长的走线，会大幅提高其接收路径整体的NoiseFigure。同时也由上式可知，LNA后方的NoiseFigure可忽略不计[73]。因此我们必须再添加eLNA(ExternalLNA)，一方面缩减F1，另一方面稀释eLNA后端NoiseFigure对灵敏度的影响。以降低接收路径整体的NoiseFigure，来提升灵敏度[20,33,73]。Author:criterion7倘若不加eLNA，那么天线到接收机的走线，以及接收机本身的NoiseFigure，都会反映在接收路径整体的NoiseFigure。我们由下图为例，所计算出来的接收路径整体NoiseFigure为7dB:但若加了eLNA，那么便只有eLNA前方的InsertionLoss，以及eLNA本身的NoiseFigure，会反映在接收路径整体NoiseFigure，其它均可忽略不计。以下图为例，所计算出来的接收路径整体NoiseFigure为1.8dB:换言之，以该情况为例，加了eLNA后，其接收路径整体NoiseFigure降低了5.2dB(7-1.8=5.2)，亦即灵敏度会有5.2dB的提升。Author:criterion8如前述，因为GPS讯号极其微弱，而也已由前述分析可知，eLNA对灵敏度确实有提升作用。因此在GPS应用中，多半会添加eLNA[33]:然而，eLNA之所以能提升灵敏度，主要原因是缩减了接收机前端的InsertionLoss。换言之，该eLNA，应尽可能靠近天线，如此方可对灵敏度有最大提升。反之，倘若离天线很远，那么灵敏度改善的效果便会大打折扣。Author:criterion9以前述情况为例，加了eLNA后，其灵敏度可以提升5.2dB。但倘若eLNA离天线很远，那么该eLNA改善灵敏度的关键，只剩稀释接收机NoiseFigure对灵敏度的影响，其灵敏度只能提升3.2dB，亦即灵敏度的改善情况大打折扣。Author:criterion10因此在摆放eLNA时，必须离GPS天线越近越好:而灵敏度的改善，对于TTFF(TimeToFirstFix)的缩减，也会有所改善，亦即用户定位时的速度会较快[1]。以Qualcomm的8系列平台为例，其TTFF大概可在50秒之内。Author:criterion11当然，其GPS的eLNA前方，依然要放SAWFilter，以前述的DCS1800讯号为例，进入eLNA的讯号强度为-25dBm，而以AVAGO的ALM-1106为例，其P1dB约为1.8dBm[74]。换言之，若加了SAWFilter，则该DC...