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20 Oct 2022

如何减少射频干扰对 A-GNSS 性能的影响

直接向云端传输定位数据的 GNSS 应用程序的兴起,意味着设备上的 GNSS 接收机与蜂窝通信模块, 蜂窝通信发射机距离很近。

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这种安排增加了射频干扰的可能性,会带来一些负面影响,最严重的是完全丧失定位信号。在某些应用场景中,如果采用 "现收现付 "的收入模式,例如动态道路收费计划,这可能会导致大量的收入损失。设计人员需要尽量减少设备中的射频干扰,以最大限度地提高设备性能并确保持续可用性。

RF interference

射频干扰的后果

干扰会降低信号质量,导致 GNSS 接收机在启动时需要更长时间才能建立定位。这种延迟会产生若干连锁反应。与定位跟踪相比,接收机在捕获信号时消耗的功率更显著,极大等。这个过程花费的时间越长,功耗就越高,对电池续航时间的影响也就越大。在这种情况下,无法插入外部电源的航迹跟踪设备很容易在使用过程中耗尽电池容量。

现代 GNSS 接收机可跟踪多个星座的许多卫星,因此完全失去定位的可能性不大。不过,暂时失去部分跟踪的航迹信号会导致定位精度下降。当设备试图重新获取信号时,功耗会增加,而较低的定位精度可能会损害应用性能。

Strategies to reduce unintentional RF interference

如何减轻带外射频干扰

当全球导航卫星系统频率范围之外的信号泄漏到全球导航卫星系统频谱中时,就会产生带外干扰。因此,输入信号可能会超过 GNSS 低噪声放大器 (LNA) 的最大允许电平。使用带通滤波器(如声表面波(SAW)滤波器)可切断 GNSS 频谱以外的频率范围,从而解决这一难题。

如何减轻带内射频干扰

减少带内射频信号的影响比带外干扰更具挑战性。因此,了解干扰源对设计最佳解决方案非常重要。

  1. 通过软件交替进行接收机(GNSS)和发射机(蜂窝通信模块)活动。
  2. 增加蜂窝通信模块, 蜂窝通信和 GNSS 天线之间的间隔。
  3. 窄带天线。
  4. 避免低噪声放大器 (LNA) 饱和。
  5. 使用基于软件的滤波器,根据事先了解的情况去除不需要的带内信号。
  6. 使用频谱分析仪识别射频干扰源。

结论

由于基于云的服务不断涌现,需要使用蜂窝通信模块、蜂窝通信发射机实时更新 GNSS 定位,因此射频干扰对于 GNSS 应用来说是不争的事实。这种干扰会降低 GNSS 信号的质量,影响读数的准确性和设备的功耗。有几种方法可以减少射频干扰的影响,包括电路板设计和声表面波滤波器。

要了解更多有关如何在应用中减少射频干扰的信息,请点击此处阅读我们的白皮书。

Bernd Heidtmann

u-blox 标准精度 GNSS 产品战略部产品经理