整車EMC的GPS天線布置問題

上一次分析了GPS導（dǎo）航的基本原理，本次和大家探討（tǎo）下GPS天線布置在距離（lí）零部件多少距離下是能夠被接受的。。

•    GPS測試限值    

  CISPR25中（zhōng）GPS L1頻段的測試限值為34dBuV/m（class1），測試距離是（shì）1m，測試頻段為1575.42MHz±8MHz。在探討布置距（jù）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（shàng）（-128.5dBmW），34dBuV/m=-72.9897dBmW（阻抗為50ohm,天線係數和線損設為0dB/m），可見（jiàn）該值（噪聲信號功（gōng）率）遠大於GPS信號（hào）的（de）功率。下圖是GPS信（xìn）號到達地球的功率和自然界熱噪聲的比較圖。在2MHz帶寬下，噪聲的功率密度（dù）為（wéi）：-72.9897dBmW=-102.9897dBW=-175.03dBW/Hz（RBW為9kHz的情（qíng）形下）。得到GPS信號功率與噪聲信號功率密度（dù）之比SNR為：-158.5dBW-（-175.03dBW/Hz）=16.53dBHz。根據下圖SNR強度要求，16.53dBHz基本處在（zài）臨界的範圍。所以如果（guǒ）某零部件在GPS L1頻段的（de）測試（shì）值為34dBuV/m，並且布置正對GPS天（tiān）線1m的（de）位（wèi）置處，那麽該零部（bù）件產生的噪聲將影響GPS的性能。因為處在天線的遠場區，如（rú）果距離更近，場強將大於34dBuV/m，風險將增（zēng）加。

同樣（yàng）對於CISPR25中calss5的限值要求10dBuV/m的噪聲場強（qiáng）影響下，可以得到SNR為（wéi）：36.53dBHz。一般設計中要求GPS信號的SNR大於30dBHz，可以（yǐ）得到在1m處（chù）能夠滿足該SNR的電場強度要求大致為：20dBuV/m。當（dāng）然這是正對GPS天線（xiàn）的方向，我們將（jiāng）此最惡（）劣的（de）工（gōng）況延申到零部（bù）件（jiàn）的（de）布置要求當中，既：零（líng）部件布置在正對GPS天（tiān）線處距離為1m時（shí），需要在GPS頻段的測試值（zhí）小於等於20dBuV/m，則能（néng）夠滿足GPS載噪比的要求。零部件（jiàn）布置在正對GPS天線處距離為50cm時，需要在GPS頻（pín）段的測試值小於等於14dBuV/m，則能夠滿足GPS載噪（zào）比的要求（qiú）。零部件布置在正對GPS天線處距離為10cm時（shí），需要在GPS頻段的測試（shì）值小於等於0dBuV/m，則能（néng）夠滿足GPS載噪比的要求。零部件布置在（zài）正對GPS天線處距離為5cm時，需要在GPS頻段的測試值（zhí）小於等（děng）於-6dBuV/m，則能夠滿足（zú）GPS載噪比的要求。更小的距離已不處於遠場區，並將對GPS天線（xiàn）形成直（zhí）接遮擋。

按照（zhào）以上距（jù）離對GPS天線周圍布置進行評估風（fēng）險是非常小的，如果零部件不是布（bù）置在（zài）GPS天線的正對麵，以上評估風險則更小，建（jiàn）議采用仿真的手段進行分析。使用零部件的測試值導入作為GPS天線（xiàn）的幹擾源（yuán），仿真得到天線接收的哦功（gōng）率，能夠更精確的評估零部件布（bù）置（zhì）位置對GPS天線的影響。