整車EMC的GPS天線布置問題

上一次分析（xī）了GPS導航的基本原理，本（běn）次和大家探討下（xià）GPS天（tiān）線布置在距離零部件（jiàn）多少距離下是能夠被接受的。。

•    GPS測試限（xiàn）值    

  CISPR25中（zhōng）GPS L1頻段的測試限值為34dBuV/m（class1），測試距離是1m，測試頻段為1575.42MHz±8MHz。在探討布置距離之前，先講講34dBuV/m的來源。GPS衛星信號到達地麵的功率大致為-158.5dBW以上（-128.5dBmW），34dBuV/m=-72.9897dBmW（阻抗為50ohm,天線係數和線損設為0dB/m），可見該（gāi）值（噪聲信號功率）遠大（dà）於GPS信號的功率。下（xià）圖是GPS信號到達地球的功率和自然界熱噪聲的比（bǐ）較圖。在2MHz帶寬下，噪聲的功率密度為：-72.9897dBmW=-102.9897dBW=-175.03dBW/Hz（RBW為9kHz的情形下（xià））。得到GPS信號功率與（yǔ）噪聲信號（hào）功率密（mì）度（dù）之比SNR為：-158.5dBW-（-175.03dBW/Hz）=16.53dBHz。根據（jù）下圖SNR強度要求，16.53dBHz基本處在臨界的範圍（wéi）。所以（yǐ）如果某零部件在（zài）GPS L1頻段的測（cè）試值為34dBuV/m，並且布置正（zhèng）對GPS天線1m的位置處，那麽該零部件產生的噪聲將影（yǐng）響GPS的性能。因為處在天線的（de）遠場（chǎng）區，如果距離更（gèng）近，場（chǎng）強將大於（yú）34dBuV/m，風險將增加。

同樣對於CISPR25中calss5的限值要求10dBuV/m的噪聲場（chǎng）強影響下，可以得到SNR為：36.53dBHz。一般設計中要求GPS信號的SNR大於30dBHz，可以得到在1m處能夠滿足該SNR的電場強度要求大（dà）致（zhì）為：20dBuV/m。當然這是正對GPS天線的方向，我們將此最惡（）劣的工況延申到（dào）零（líng）部件的布置要求當中，既：零部件布（bù）置在正對GPS天線處距離（lí）為1m時，需要在GPS頻段的測試值小於等於20dBuV/m，則能夠滿足GPS載噪比（bǐ）的要求。零（líng）部件布置在正對GPS天線處距離為50cm時，需要在GPS頻段的（de）測試值小於等於14dBuV/m，則能夠（gòu）滿（mǎn）足GPS載噪比的要求。零部件（jiàn）布置在正對GPS天線（xiàn）處距離（lí）為（wéi）10cm時，需要在GPS頻段的測試值小於等於0dBuV/m，則（zé）能（néng）夠滿足GPS載噪比的要求。零（líng）部件布置在正對（duì）GPS天線處距離為（wéi）5cm時，需要在（zài）GPS頻段的測試值小於等於-6dBuV/m，則能夠滿（mǎn）足GPS載噪比的要（yào）求。更小的距離已不處於遠場區，並將對（duì）GPS天線形成直接遮擋（dǎng）。

按照以上距離對GPS天線周圍布置進行評估風險是非常小的，如果（guǒ）零部件不（bú）是布置在GPS天線的正對麵（miàn），以上（shàng）評估風險則更小（xiǎo），建議采用仿真的手段進行分析。使用（yòng）零部件的測試值導入作為（wéi）GPS天線的幹擾源，仿（fǎng）真得到（dào）天（tiān）線接收的哦功率，能夠更精（jīng）確的（de）評估零部件布置位置對GPS天線的影響。