如何利用高线性度LNA模块减少GPS设备中的干扰

在不同隔离电平时测得的GPS信号增益压缩值如图4所示。从测量结果看，为了避免GPS信号受到干扰信号功率的压缩，GPS路径和PCS/蜂窝路径需要有40dB的隔离度。这意味着只要在GPS和PCS/蜂窝路径之间存在40dB的隔离度，滤波器-LNA-滤波器解决方案就可以用这种LNA模块替代。

参考图1和图3，当PCS功放输出+24dBm的功率，GPS和PCS路径之间的隔离度为40dB时，从干扰信号泄漏到GPS接收器芯片组的功率电平的计算公式为：

图1：接收前端的简化框图。

图2：“滤波器-LNA-滤波器”模型GPS接收器的噪声计算。

图3：带外抑制性能的测量设置。

GPS芯片组干扰功率电平＝PCS前端放大输出功率－GPS和PCS路径之间的隔离度－LNA模块带内抑制＝+24dBm－40dB－(54dBc－13dB)＝-57dBm

结论和实现

LNA模块有效地阻止了PCS信号泄漏进GPS芯片组。当GPS路径和PCS路径之间的隔离度为40dB时，干扰功率可以低至-57dBm。通过合理的安排和设计，LNA模块解决方案可以替代“滤波器-LNA-滤波器”解决方案，后者噪声系数更高和架构更复杂，而这种单芯片组解决方案则可提供优良的系统噪声系数和高线性度，同时还能提供极佳的带外抑制。另外，该LNA模块能在保持GPS接收器良好性能的同时，向设计师提供简单、紧凑和低制造成本的解决方案。由于网络匹配设计简单，因此设计周期也较短。

为了达到40dB的隔离度，可以使用双天线解决方案。通过双天线解决方案，GPS信号可以具有一个独立于PCS/蜂窝信号的路径或链，从而达到40dB的隔离度。图5给出的是双天线设计的方框图。

图4：不同干扰频带天线隔离度下的GPS增益压缩。

图5：最新的射频IC增加了足够多的逻辑，因此可认为是SoC。

作者：Chew Ean Tan

　　　应用工程师

　　　无线半导体事业部

　　　安华高科技公司