整車EMC的GPS天線布置（zhì）問題

上一次分析了GPS導航的基本原理（lǐ），本次（cì）和大家探討下GPS天線布（bù）置在距（jù）離零部件（jiàn）多少距離下是能夠被接受的（de）。。

•    GPS測試限值    

  CISPR25中GPS L1頻段的測試限值為34dBuV/m（class1），測試距離是1m，測試（shì）頻段為（wéi）1575.42MHz±8MHz。在探討布置距離之前，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（-128.5dBmW），34dBuV/m=-72.9897dBmW（阻抗為50ohm,天線係數和線損設為0dB/m），可（kě）見該值（噪聲信號功率（lǜ））遠大於GPS信號的功率。下圖（tú）是GPS信號到達地球的（de）功率和自然界熱噪聲的比較圖。在2MHz帶寬下，噪聲（shēng）的功率密度為：-72.9897dBmW=-102.9897dBW=-175.03dBW/Hz（RBW為9kHz的情（qíng）形下）。得到（dào）GPS信號（hào）功率與（yǔ）噪聲信號功率密度之比SNR為：-158.5dBW-（-175.03dBW/Hz）=16.53dBHz。根據下（xià）圖SNR強度要求，16.53dBHz基本（běn）處在臨界的範（fàn）圍。所以如果某零部件在GPS L1頻段的測試（shì）值（zhí）為34dBuV/m，並且（qiě）布置正對GPS天線1m的位置處，那麽該零部件產生的噪聲將影響GPS的性能。因為處在天線的遠場區，如果距（jù）離更（gèng）近，場強將大於34dBuV/m，風險將增加。

同樣對於CISPR25中calss5的限值要求10dBuV/m的噪（zào）聲場強影響下，可以得到SNR為：36.53dBHz。一般設計中要求GPS信號的SNR大（dà）於30dBHz，可以得到在1m處能夠滿足該SNR的電場強度（dù）要求（qiú）大致為：20dBuV/m。當然這是（shì）正對GPS天線的方（fāng）向，我們將（jiāng）此最（zuì）惡（）劣的工況延申到零部件的布（bù）置要求當中，既：零部件布置在正對GPS天線處距離為1m時，需要在GPS頻段的測試值小於等於20dBuV/m，則能夠滿足GPS載噪比的要求（qiú）。零部件布置在正對GPS天線處距離為50cm時（shí），需要在GPS頻（pín）段的測試值小於等於14dBuV/m，則（zé）能夠滿足（zú）GPS載噪比的（de）要求。零部件布置在正對GPS天線處距離為10cm時（shí），需要在GPS頻段的測試值小（xiǎo）於等於0dBuV/m，則（zé）能夠滿（mǎn）足GPS載噪比的要求。零部件布（bù）置在正對GPS天線（xiàn）處距離為5cm時，需要在GPS頻段的測試值小於等於-6dBuV/m，則能夠滿足GPS載噪比的要求（qiú）。更小的距離已不處（chù）於遠場區，並將對GPS天線形成直接遮擋。

按照以上距離（lí）對GPS天線周圍布置進行評（píng）估風險是非常小的，如果零部件不是布置在GPS天線的正對麵，以上評估風險則更小，建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天線的幹擾源，仿真得到天線接收的哦功率，能夠（gòu）更精確的評估零部件布置位置對GPS天線的影（yǐng）響。