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在OTA暗室中測GPS設(shè)備靈敏度方法討論(二)

作者: 時間:2016-12-26 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
既然要考慮有源天線及其LNA,那僅在RF前端進(jìn)行射頻鏈接測量是不夠的,必須以通過天線,空間耦合的方式來進(jìn)行測量才更為接近真實(shí)情況??臻g耦合的方式可以有兩種,一種是通過將接收機(jī)置入三角錐以達(dá)到與外界電磁環(huán)境隔離的效果,另外一種是在全電波暗室中進(jìn)行靈敏度甚至增益測量。但一般三角錐僅能提供的空間及收發(fā)距離有限,并不能滿足天線測試的遠(yuǎn)場要求。以普通車載GPS接收機(jī)為例,其應(yīng)滿足的遠(yuǎn)場測試距離往往達(dá)到80cm,而且只能對一個方向進(jìn)行靈敏度測量,這種測試方法一般在做研發(fā)的時候可以初步評估整個接收機(jī)的性能。但要做到對產(chǎn)品的精確測量,還是需要專業(yè)的全電波暗室。下面我們將著重討論如何在全電波暗室中進(jìn)行接收靈敏度的測量。

系統(tǒng)的搭建
下圖為一般的在RF Front End進(jìn)行測量的系統(tǒng)示意圖,其中VSG用以提供GPS信號,DC blocker則是用來阻隔有源天線的DC電流到VSG中。Power meter用以監(jiān)測RF端口的實(shí)際功率。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201612/333950.htm

如要進(jìn)行空間測量,則如下圖所示,在全電波暗室內(nèi),滿足遠(yuǎn)場距離2D2/λ的情況下。PC需要支持NEMA-183協(xié)議,以獲取GPS的載噪比。

GPS信號錄制
由于需要得到較為接近真實(shí)的測量結(jié)果,我們采用VSG錄制空中的GPS信號,并在測試中回放。目前NI,Agilent有多款VSG支持此功能。

路徑損耗的計算
在暗室中,由于無法用功率計進(jìn)行實(shí)時的功率數(shù)值讀取,則需要在測量之前對路徑損耗path loss進(jìn)行測量,以確定到達(dá)接收機(jī)天線端的輻射功率RF power。衰減器用以

在以上步驟完成后,我們可以正式開始以O(shè)TA方式進(jìn)行靈敏度測量。
根據(jù)公式:


Sensitivitymin=-174dBm/Hz+C/Nmin+Freciever e2

通常情況下,GPS芯片需要有一個最低的載噪比來進(jìn)行位置鎖定,因此,這個數(shù)值通常由芯片廠家提供,如28dB-Hz。則,測試可以在以下步驟展開。

1.調(diào)整VSG output power使載噪比達(dá)到54dB-Hz(一般這是接收機(jī)匯報的上限,超過這個數(shù)值將按54dB-Hz匯報)。載噪比的讀取可以通過用PC發(fā)送NEMA-183指令GSV。

NEMA-183指令范例

2.逐級調(diào)整VSG output power ,并最終達(dá)到28dB-Hz,記錄期間測量的載噪比。

3.根據(jù)公式 PRF power=PVSG-Lpath loss = Sensitivity得出在對應(yīng)載噪比下的靈敏度數(shù)值。

4.根據(jù)公式Sensitivitymin=-174dBm/Hz+C/Nmin+Freciever ,將記錄的數(shù)據(jù)依次代入,得到一組線性方程,得到最小靈敏度及噪聲因子。

5.參考CTIA OTA的接收機(jī)靈敏度的幾何測量方法,在球面上每30°取一點(diǎn)進(jìn)行測量,將最后數(shù)據(jù)歸總,繪制成3D方向圖。然而對于GPS接收機(jī)而言,一般只有上半天球具有參考價值,因此考慮到測試時間成本,只需進(jìn)行半個球面的測量即可。

以上就是本次所討論的GPS的空間測量方法,其中有幾個不確定因素,主要的是VSG的輸出功率以及接收機(jī)匯報的載噪比。



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