(2)带外双音信号经过LNA产生的三阶交调项(Inter-modulation)落在GPS带内。
一个典型的例子是PCS-1900和GSM-1800的带外双音信号经过LNA后产生的交调项正好落在GPS带内。PCS-1900的发射频率为1851MHz,发射功率为24dBm,假定发射天线距离GPS天线1米,从而在GPS天线处看到的干扰信号强度为-20dBm,经过滤波器在LNA输入端看到了功率为-60dBm。而GSM-1800的发射频率为1713MHz,发射功率为+36dBm,在GPS天线端看到的信号强度为21dBm,则经过滤波器后的强度为-19dBm。经过LNA后,该双音信号产生的三阶交调项频率为:2×1713MHz-1851MHz=1575MHz,正好落在GPS信号带内,从而恶化了GPS系统的性能。等效到LNA输入端口看到的交调项强度可由下式表示:
Pint=2PGSM+PPCS-2IIP3 (6)
式(6)中PGSM和PPCS分别为双音信号的强度,IIP3为LNA的输入三阶交调点。而带内的干扰信号对GPS系统的信噪比影响如下式[5]:
(7)
式(7)中,C/N0为没有干扰信号时的系统载噪比(carrier-to-noise-density-ratio),Pin为LNA输入端口看到的输入信号强度,Q为扩频增益因子,窄带干扰时为1,宽带扩频干扰时为1.5,宽带噪声干扰时为2;Rb为GPS伪随机码率,当GPS信号为C/A码是Rb等于1.023M,因此可以得到TTFF随LNA的IIP3指标变化趋势如下图所示。AW5005可提供高达+6.5dBm的三阶交调点IIP3,有效的减小了带外多个干扰源对GPS系统的影响。
图5 交调干扰下系统TTFF随LNA 三阶交调点的变化曲线
(3)带外宽带干扰可在单频强干扰的条件下产生互调项(Cross-modulation)落在GPS带内。
除了双音信号的交调项,某个窄带强干扰(Blocker)和宽带干扰信号依然可以产生带内的互调项从而影响性能。比如,GPS手机邻近的移动设备无线局域网(WLAN)正在工作,最大发射功率为20dBm,则LNA输入端接收到的信号功率为:
(8)
式(8)中,F为WLAN发射源到手机GPS天线的衰减,λ为波长,BWWLAN和BWGPS分别为WLAN和GPS的信号带宽,假定d为1米,PTX等于17dBm,由此计算得到LNA输入端接收到的WLAN信号强度约为-60dBm;另一强干扰源为GSM-1800,经过滤波器的强度为-19dBm,从而得到互调项的强度如下式[6]:
(9)
式(9)中,PWLAN和PGSM分别为LNA输入端看到的WLAN和GSM信号强度,Cfactor为考虑到采用IIP3来表征互调的校准因子。将互调项代入式(7),并且考虑到宽带扩频信号干扰时的校准因子Q等于1.5,可以得到TTFF随IIP3的变化曲线如图6所示。LNA在IIP3分别等于-5dBm和+5dBm时,首次定位时间最大相差15倍,由72秒减小至4.7秒。现在的移动设备中,WLAN已经是标准配置,AW5005则让内置GPS在WLAN的干扰信号下随时随地放心工作。
图6 互调干扰下系统TTFF随LNA 三阶交调点的变化曲线