車輛GPS的電磁兼（jiān）容問題

車機（jī）導航不準，定（dìng）位飄，這類問題很容易被用戶感知且產生市場（chǎng）投訴，通常在解（jiě）決這（zhè）類問題的時候，電磁幹擾都會成為被（bèi）重點懷疑的對象，因此一般也會拉上整車電磁（cí）兼（jiān）容（róng）工（gōng）程師，本（běn）次和大家分享下GPS天線的電（diàn）磁兼容，也感謝（xiè）一起解決問題的天線專家！。

•    GPS導航    

要說明此類問題，對GPS導航這一套係統（tǒng）的基本了解是必（）不可少的。GPS導（dǎo）航（實際上還包括GNSS和北鬥） 是（shì）通過地麵接收（shōu）機檢（jiǎn）測多顆衛星發送的擴頻信號，這些（xiē）信號（hào）主要是衛星的空間位置信息（星曆），如果接收機與衛星鍾具有準確的同步時鍾，那（nà）麽接收機就能夠（gòu）計算出不同衛星（xīng）信號到達的鍾差，從而確定和（hé）每個衛星之間的直線距（jù）離，以此計算出接收機所在（zài）的準確（què）位置。搜（sōu）星（xīng）數越多，可用星數越多，定（dìng）位就越準確，一般車機（jī）的搜（sōu）星數能達到30，有用星數16是一個比較正常的狀（zhuàng）態。衛星數據在借助地圖信息，就（jiù）能夠進行車機導航了。導航衛星信（xìn）號的頻率主要包（bāo）括三個頻段，其中L1頻段（1575.42MHz）是主要頻段，信號（hào）波長大約為0.2m，所以GPS信號基本沒（méi）有繞射能力，G天線接收的（de）有（yǒu）效區隻有（yǒu）上方一小塊，因此，我們開關車門或掀背門（mén），基本不會影響天（tiān）線接收信號的強度。

•    GPS天線    

車機（jī）導航整（zhěng）個係統包括GPS天線（xiàn）、線束、接收機（信（xìn）號（hào）處理部（bù）分）和接插件。這幾個部分都和電磁兼容密切相關，但（dàn）是接收機部分（信號處理）一般是集成在TBOX或AVNT，引入的電路噪聲比（bǐ）較穩定（dìng），在設計完成時就已（yǐ）經決定了，受車輛老化或震（zhèn）動的影響也（yě）很小，基本不會出現後期問題。所以，大部分的導航市場問題都集中在（zài）GPS天線、線（xiàn）束和（hé）接插件。線束和（hé）接（jiē）插件不具備GPS頻段電磁波的（de）良好接收能力，這兩個導致（zhì）導航問題一般是（shì）由於各種（zhǒng）原因出（chū）現了阻抗突變，導致（zhì）信號質量變差，比（bǐ）如由於震動導（dǎo）致接插件沒有良好連接（jiē）和線束過度折彎導致（zhì）阻抗不連續等（同軸線（xiàn）的設計是為了保證（zhèng）阻抗連續，是一種均勻非平衡傳輸線，具有（yǒu）特征阻抗）。

所以電磁兼容工（gōng）程（chéng）師檢查車機導航（háng）問題還是集中（zhōng）在GPS天線部分，GPS天線是1.5GHz頻段的良好接收天線，任（rèn）何在（zài）這個頻段的（de）電磁波都有可能被接收到，如果（guǒ）是電磁噪聲被天線拾取，那（nà）麽便會擠占天線接收衛星信號的功率，導致信噪比（bǐ）下降，表現為衛星信（xìn）號（hào）弱。實車測試發現，車輛攝像頭等高頻零（líng）部件確實存在GPS頻段的（de）噪聲。這裏我們希望能夠得到一個量化數據，攝像頭距離GPS天線（xiàn）多少時，這個影響可以被忽略。這（zhè）是一（yī）個很複雜的（de）研究，當然也（yě）可（kě）以（yǐ）簡單的通過零部（bù）件的EMC輻射發射（shè）測試結果去評估管控，但是還是可（kě）以（yǐ）初步（bù）進（jìn）行估算（suàn）。假設載噪比的最（）低設計要求為33dB（和信噪比不同，載噪比是評價整個鏈路質量的數（shù）據），線（xiàn）損設定為4dB，衛星信號達到地麵的強（qiáng）度為（wéi）-130dbm，可以得到天線端（duān）能夠忍受的最大（dà）噪聲功率為：-167dbm，假設該（gāi）功率是距離為10cm時的數據（jù），那（nà）麽可以計算在距離攝像頭為（wéi）1mm時（考慮遠場的（de）話，這（zhè）個距離還需要拉遠），輻射功率為：-147dbm。所以，如果你有設備能夠（gòu）測得距離攝像頭1mm的輻射功率不超過-147dbm，那（nà）麽（me）對於（yú）上述GPS係統布置在距離該攝（shè）像頭10cm時，是可以接收的。但是一般的測試設備根（gēn）本測不了（le）這麽小（xiǎo）的噪聲。實際上經驗發現，車上的GPS天線問題一般都（dōu）是由於車主改裝（zhuāng）導致的，比如在天線的正上方加裝了金屬設備，比如加裝了帶金屬的玻璃膜（mó），比如在天（tiān）線旁邊加裝了攝像頭等設備。

•   手機導航和車機導航    

   最後，為什麽大部分情況下，手（shǒu）機的導（dǎo）航都要比車機的（de）好用？實際上車機的GPS天線是遠遠優於手機，但是車機的線損（sǔn）比（bǐ）手機大，一般1m會（huì）損耗1db，另外大部分車機供應商的信號處理電路都沒有手機做的優秀，這裏也有一部分損耗。最大的差（chà）異還（hái）是在算法，手機定位算法不僅僅依靠GPS，4G網絡、WiFi、藍牙，甚至攝像頭的數據都可以進行輔助導航（háng），這依賴於算法，目前（qián）車機這一塊是遠遠落後的。不（bú）知道（dào）新勢力在這（zhè）一塊是否由優勢。