如何提高GPS接收器在同步GPS操作中的靈敏度簡介S-GPS（同步全球定位系統(tǒng)）是GPS信號(hào)的接收和手機(jī)語音或數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸在同一時(shí)間發(fā)生的操作。語音或數(shù)據(jù)傳輸中的干擾信號(hào)可能會(huì)泄漏到GPS接收器的通路中，并會(huì)因接收器的低噪聲放大器或接收器后端的過載而影響接收器的靈敏度。這對(duì)手機(jī)設(shè)計(jì)人員構(gòu)成了一大挑戰(zhàn)。設(shè)計(jì)人員需要對(duì)微弱傳入的GPS信號(hào)，同時(shí)還有語音或數(shù)據(jù)傳輸中的強(qiáng)干擾信號(hào)保持GPS接收器的靈敏度。這需要GPS接收器前端針對(duì)微弱的GPS信號(hào)具有低噪聲系數(shù)和高增益，同時(shí)還能非常有效地阻斷強(qiáng)干擾信號(hào)。低插入損耗、高阻斷能力的FBAR濾波器與低噪聲放大器集成一體通過安放一個(gè)前置濾波器即可阻止泄漏到GPS接收通路中的強(qiáng)干擾信號(hào)。根據(jù)Friis方程，第一級(jí)的噪聲系數(shù)或插入損耗將對(duì)接收器鏈路的噪聲系數(shù)起著主導(dǎo)作用，為后級(jí)提供合理的增益。因此，將低插入損耗、高帶外抑制的濾波器與低噪聲、高增益和良好線性度的放大器集成一體，對(duì)實(shí)現(xiàn)上一段中所提到的目標(biāo)能起重要作用。AvagoTechnologies的GPS前端模塊由FBAR濾波器和GaAsE-pHEMT（增強(qiáng)模式偽形態(tài)高電子遷移率晶體管）低噪聲放大器組成。FBAR是由AvagoTechnologies開發(fā)的一項(xiàng)具有突破性的諧振器技術(shù)。這一技術(shù)能用來生產(chǎn)Q值（品質(zhì)因數(shù)）極高的小型化濾波器。優(yōu)異的Q值轉(zhuǎn)換成一個(gè)非常陡然的濾波器頻率響應(yīng)跌落或極好的不同頻道信號(hào)傳輸抑制。有了集成濾波器，該模塊即可對(duì)干擾信號(hào)實(shí)現(xiàn)卓越的不同頻道信號(hào)傳輸抑制。這是在1.575GHz的GPS信號(hào)附近過濾掉所有的干擾信號(hào)，同時(shí)保持放大器的低噪聲系數(shù)必不可少的一個(gè)特征。例如，衛(wèi)星電話通信頻帶使用的是1.62GHz信號(hào)，非常接近于GPS頻率。因此，需要一個(gè)具有非常陡然的頻率響應(yīng)跌落的過濾器來阻斷1.62GHz信號(hào)，同時(shí)又不顯著衰減帶內(nèi)GPS信號(hào)。由于噪聲系數(shù)始終受制于接收通路的第一級(jí)，因而將低插入損耗FBAR濾波器集成到模塊的第一級(jí)中，隨后放置GaAs低噪聲放大器，即可產(chǎn)生一個(gè)噪聲系數(shù)非常低、帶內(nèi)阻斷能力高的GPS放大器模塊。射頻性能表1歸納了一些帶有不同前置濾波器、后置濾波器和放大器組合的AvagoTechnologiesGPS模塊的射頻性能。ALM-1912和ALM-2712都在第一級(jí)設(shè)有FBAR濾波器，隨后放置低噪聲放大器。ALM-2712比ALM-1912多了一個(gè)后置濾波器。ALM-1412則以低噪聲放大器和后置濾波器為組合。參見表1，ALM-1912和ALM-2712對(duì)于干擾信號(hào)表現(xiàn)出明顯的阻斷能力。ALM-1912和ALM-2712的帶外輸入P1dB在蜂窩頻段、PCS頻段和無線頻段均遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于LNA之前沒有濾波器的ALM-1412。高頻率響應(yīng)跌落P1dB表明該模塊能夠在強(qiáng)干擾信號(hào)存在的情況下工作，不會(huì)導(dǎo)致放大器飽和。測量和測試設(shè)置另一項(xiàng)測量是為了比較3個(gè)模塊阻斷干擾信號(hào)的能力。該測量旨在監(jiān)測模塊的噪聲系數(shù)隨一定功率電平的干擾信號(hào)存在而發(fā)生的退化。在這一測量中，干擾信號(hào)的頻率為1.62GHz，接近于GPS頻率并會(huì)給GPS頻率噪聲系數(shù)帶來最顯著的影響。圖2顯示了該測量的測試設(shè)置。處于干擾頻率的CW信號(hào)（干擾信號(hào)）是由信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的。干擾信號(hào)和噪聲源相結(jié)合共同使用一個(gè)功率合成器，并被一起饋送到GPS模塊，以測量模塊的噪聲系數(shù)。在干擾信號(hào)與噪聲源結(jié)合之前，由外部前置放大器放大干擾信號(hào)以提高信號(hào)的功率電平。噪聲系數(shù)分析儀能在非常低的噪聲基底測量或接收信號(hào)。因此，任何來自干擾源的額外噪聲都很重要并將被納入噪聲系數(shù)測量之中。噪聲基底高的干擾源在GPS頻率中可能會(huì)最終導(dǎo)致測量干擾源的噪聲基底，而不是測量模塊的噪聲系數(shù)。為了確保在噪聲系數(shù)測量中沒有包括額外的噪聲基底，可通過濾波器衰減GPS頻率的干擾信號(hào)，以便抑制這個(gè)頻率的信號(hào)/噪聲。正如上一段中所討論的，必須在GPS頻率對(duì)干擾信號(hào)的噪聲基底進(jìn)行高效抑制，以使本測試得以正確而精準(zhǔn)的測量。參見圖2，一個(gè)帶通濾波器被置于干擾信號(hào)源處，可過濾干擾信號(hào)的諧波。此外，還有兩個(gè)陷波濾波器被置于帶通濾波器之后，可在GPS頻率中抑制干擾信號(hào)的噪聲基底。圖3顯示了2個(gè)級(jí)聯(lián)陷波濾波器和1個(gè)帶通濾波器的頻率響應(yīng)。級(jí)聯(lián)濾波器在1.575GHz達(dá)到100dB的衰減，并在1.62GHz的干擾信號(hào)頻率中實(shí)現(xiàn)低損耗。對(duì)于DTU（被測裝置）／GPS模塊之后的測試設(shè)置，GPS帶通濾波器應(yīng)置于噪聲系數(shù)分析儀之前，以阻止強(qiáng)干擾信號(hào)進(jìn)入噪聲系數(shù)分析儀。這將有助于避免分析儀遭受強(qiáng)干擾信號(hào)引起的過載。討論和測量結(jié)果圖4顯示了模塊噪聲系數(shù)在1.62GHz強(qiáng)干擾信號(hào)背景中的退化。退化是以沒有干擾信號(hào)時(shí)的模塊噪聲系數(shù)作為參考依據(jù)的。結(jié)果是基于圖2所示的測試設(shè)置所測量的。ALM-1412沒有將前置濾波器設(shè)為第一級(jí)，噪聲系數(shù)在干擾信號(hào)達(dá)到-10dBm的功率電平前就降低了1dB以上。ALM-1912和ALM-2712均未在功率電平高達(dá)20dBm的強(qiáng)干擾信號(hào)時(shí)顯示噪聲系數(shù)退化。由此可見，帶前置濾波器的GPS模塊對(duì)強(qiáng)干擾信號(hào)具有更好的抑制作用。這個(gè)示例中所測得的數(shù)據(jù)顯示，帶前置濾波器的ALM-1912和ALM-2712在強(qiáng)干擾信號(hào)存在的情況下要比放大器前沒有前置濾波器的ALM-1412具有更好的穩(wěn)固性。綜述總的來說，在第一級(jí)中集成FBAR濾波器將受益于卓越的帶外抑制，并對(duì)干擾信號(hào)表現(xiàn)出更加穩(wěn)定的噪聲系數(shù)性能。FBAR濾波器的低插入損耗也有助于放大器實(shí)現(xiàn)最低的噪聲系數(shù)退化。結(jié)果顯示，帶有插入損耗低、帶外抑制高的FBAR前置濾波器的GPS放大器模塊不愧為一個(gè)很好的GPS接收鏈路解決方案。此外，所有元件都集成到一個(gè)小型模塊封裝中，減少了所需的電路板空間并縮短了設(shè)計(jì)周期。?D.Orban和T.Eyerman撰寫的“GPSAntennaLNA”（《GPS天線LNA》）

?應(yīng)用說明AN-5240：“ALM-1106asa1.575GHzGPSLowNoiseAmpli?er”（《ALM-1106作為1.575GHzGP