整车EMC的GPS天线布置问题

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。

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。