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整车EMC的GPS天线布置问题

更新时间:2024-11-04      点击次数:209

上一次分析了GPS导航的基本原理,本次和大家探讨下GPS天线布置在距离零部件多少距离下是能够被接受的。。

  •    GPS测试限值    

  CISPR25中GPS L1频段的测试限值为34dBuV/m(class1),测试距离是1m,测试频段为1575.42MHz±8MHz。在探讨布置距离之前,先讲讲34dBuV/m的来源。GPS卫星信号到达地面的功率大致为-158.5dBW以上(-128.5dBmW),34dBuV/m=-72.9897dBmW(阻抗为50ohm,天线系数和线损设为0dB/m),可见该值(噪声信号功率)远大于GPS信号的功率。下图是GPS信号到达地球的功率和自然界热噪声的比较图。在2MHz带宽下,噪声的功率密度为:-72.9897dBmW=-102.9897dBW=-175.03dBW/Hz(RBW为9kHz的情形下)。得到GPS信号功率与噪声信号功率密度之比SNR为:-158.5dBW-(-175.03dBW/Hz)=16.53dBHz。根据下图SNR强度要求,16.53dBHz基本处在临界的范围。所以如果某零部件在GPS L1频段的测试值为34dBuV/m,并且布置正对GPS天线1m的位置处,那么该零部件产生的噪声将影响GPS的性能。因为处在天线的远场区,如果距离更近,场强将大于34dBuV/m,风险将增加。

整车EMC的GPS天线布置问题

整车EMC的GPS天线布置问题

同样对于CISPR25中calss5的限值要求10dBuV/m的噪声场强影响下,可以得到SNR为:36.53dBHz。一般设计中要求GPS信号的SNR大于30dBHz,可以得到在1m处能够满足该SNR的电场强度要求大致为:20dBuV/m。当然这是正对GPS天线的方向,我们将此最恶()劣的工况延申到零部件的布置要求当中,既:零部件布置在正对GPS天线处距离为1m时,需要在GPS频段的测试值小于等于20dBuV/m,则能够满足GPS载噪比的要求。零部件布置在正对GPS天线处距离为50cm时需要在GPS频段的测试值小于等于14dBuV/m,则能够满足GPS载噪比的要求。零部件布置在正对GPS天线处距离为10cm时,需要在GPS频段的测试值小于等于0dBuV/m,则能够满足GPS载噪比的要求。零部件布置在正对GPS天线处距离为5cm时,需要在GPS频段的测试值小于等于-6dBuV/m,则能够满足GPS载噪比的要求。更小的距离已不处于远场区,并将对GPS天线形成直接遮挡。

按照以上距离对GPS天线周围布置进行评估风险是非常小的,如果零部件不是布置在GPS天线的正对面,以上评估风险则更小,建议采用仿真的手段进行分析。使用零部件的测试值导入作为GPS天线的干扰源,仿真得到天线接收的哦功率,能够更精确的评估零部件布置位置对GPS天线的影响。

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