接收器靈敏度測(cè)試

　　GPS 測(cè)試中的一項(xiàng)重要因素是接收器的靈敏度。主要測(cè)試內(nèi)容是捕獲靈敏度和跟蹤靈敏度。一般而言，地基天線接收到的 RF（射頻）功率水平介于 -125dBm 至 -150dBm 之間，具體取決于環(huán)境因素。

　　為產(chǎn)生此范圍內(nèi)的極低 RF 功率水平，有必要采用外部無源衰減器來降低 LabSat 輸出功率。如此以來，信號(hào)水平可被降至所需范圍，并具有最低的附加噪聲。衰減器的實(shí)測(cè)值應(yīng)由用戶確定，以適合待測(cè)試的設(shè)備，但作為一項(xiàng)指南，兩個(gè)并用 20dB 衰減器（共計(jì) 40dB）可提供的 RF 功率范圍約為 -125 至 -155dBm。

　　盡管用戶記錄的 RF 信號(hào)可以此方式用于測(cè)試，但建議的方法是使用 SatGen 軟件所創(chuàng)建的計(jì)算機(jī)生成模擬文件。這是因?yàn)?SatGen 創(chuàng)建的文件會(huì)包含具有恒定信噪比的“純”GPS 信號(hào)。用戶記錄的場(chǎng)景會(huì)包含記錄時(shí)出現(xiàn)的額外噪聲以及不斷變化的信噪比，難于進(jìn)行對(duì)比。

　　圖片：采用 SatGen 所創(chuàng)建 GPS 信號(hào)的 RF 功率水平輸出示例。-85dBm 至 -115dBm 的范圍對(duì)應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn) LabSat 輸出范圍。

　　通過在回放過程中調(diào)節(jié)衰減滑塊，RF 功率輸出水平可從 -85dBm 降至 -115dBm。

　　但由于 -85 至 -115dBm 的范圍高于背景噪聲水平，GPS 信號(hào)對(duì)于 GPS 接收器始終可見，因此測(cè)得的 C/NO dBHz 水平對(duì)于滑塊衰減幾乎沒有關(guān)聯(lián)性。降低 LabSat RF 水平就會(huì)發(fā)現(xiàn) C/NO 存在一定程度的下降，但并非線性下降。

　　為 LabSat 添加 40dB 外部衰減，會(huì)將 RF 功率降至大約 -125dBm 至 -155dBm 的范圍。該范圍與 GPS 天線在戶外接受的 RF 水平一致，并低于背景噪聲水平。以此方式降低信號(hào)后，就可對(duì) C/NO 實(shí)現(xiàn)更充分的線性控制。

　　上表所示為使用 LabSat 輸出上的多種外部衰減器，以 UBLOX GPS 引擎測(cè)得的 C/No 值。對(duì)于每項(xiàng)外部衰減器值，LabSat RF 水平均按 5dB 的步階變化。

　　根據(jù)表中所示，信噪比控制的線性度隨著外部衰減的增加而改善。但如果外部衰減遠(yuǎn)高于 40dB，內(nèi)部可用的滑塊范圍就會(huì)減少。

　　左側(cè)屏幕截圖所示為 UBLOX U-Center 軟件的輸出示例。GPGSV NMEA 信息會(huì)打開，以顯示每顆衛(wèi)星的 C/NO 水平。

　　UBLOX TIM-LA 裝置采用以下設(shè)置進(jìn)行測(cè)試：

　　LabSat

　　使用 SatGen 生成的靜態(tài)場(chǎng)景

　　2 個(gè) 20dBm 衰減器 （Minicircuits VAT-20W2）

　　針對(duì) TIM-LA，UBLOX 數(shù)據(jù)表采用 -138dBm 用于捕獲靈敏度，-146dBm 用于跟蹤靈敏度。使用上述設(shè)置，進(jìn)行以下測(cè)量：

　　通過頻譜分析儀對(duì)無衰減 LabSat 輸出進(jìn)行的基線測(cè)量得到 LabSat 計(jì)算值。測(cè)得的值使用 40dB 外部衰減器和滑塊值進(jìn)行加總，以獲得估算的 RF 功率。

　　從中可以看出，根據(jù)用頻譜分析儀進(jìn)行的相對(duì)粗糙的校準(zhǔn)，可獲得接收器靈敏度的合理近似值。在試用時(shí)，建議用戶采用專用 RF 功率計(jì)以得到更精確的讀數(shù)，進(jìn)而說明線纜與衰減器存在的偏差。