個人導航只是依賴美國全球定位系統(tǒng) （GPS） 的眾多應用之一，該系統(tǒng)向 GPS 接收器提供地理定位和時間信息。從測繪森林和海底地圖到幫助農民收割田地，這些技術正在使廣泛的行業(yè)受益。鑒于基于位置的產品可以小到珠寶，也可以大到例如航空導航系統(tǒng)，因此選擇具有正確特性的全球導航衛(wèi)星系統(tǒng) （GNSS） 射頻接收器 IC 需要仔細考慮。

GPS由三個部分組成：

空間，由 24 顆運行衛(wèi)星的標稱星座組成，這些衛(wèi)星傳輸單向信號，提供當前 GPS 衛(wèi)星位置和時間

控制，全球監(jiān)測和控制站確保衛(wèi)星保持在正確的軌道上

用戶，包括 GPS 接收設備

在 GPS 系統(tǒng)中，無線電信號從衛(wèi)星傳輸?shù)降厍蛏匣虻厍蚋浇慕邮掌?。在任何給定時刻，衛(wèi)星的位置都是已知的。從接收器到每顆衛(wèi)星的距離或“范圍”可以根據(jù)來自該衛(wèi)星的無線電信號的傳播延遲來計算。一旦已知到幾個參考點（即衛(wèi)星）中的每一個的距離，就可以計算接收器的空間坐標。

GNSS 接收器處理衛(wèi)星廣播的信號，然后確定用戶位置、速度和精確時間 （PVT）。典型的 GNSS 接收器包括：

天線

可選的外部低噪聲放大器 （LNA），可在天線附近提供低噪聲放大

一個可選的 SAW 濾波器來拒絕干擾

溫控晶體振蕩器（TCXO）

RF 前端 IC，對 GNSS 信號進行放大、下變頻、濾波和采樣

基帶數(shù)字信號處理器 （DSP）。該 DSP 通常在用于實時接收器的 FPGA 中實現(xiàn)，輸出導航消息 （NAV） 位和信息，例如載波相位和代碼相位。

基帶處理器子系統(tǒng)，用于執(zhí)行所有數(shù)學計算以計算導航解決方案、解釋 NAV 消息并應用修正

當然，要使 GNSS 提供準確度，即使衛(wèi)星信號受到某種干擾或其他直接視線誤差的影響，接收器也必須能夠“準確讀取”位置。造成誤差的來源包括從衛(wèi)星時鐘到電離層和接收器噪聲的方方面面。目標應用——以及它將如何受到性能、精度和功耗的影響——應該決定 GNSS 接收器的選擇。例如，需要高精度定位的應用將受益于支持多頻率和多星座的接收器。通過訪問來自多個星座的信號，多星座接收器可以減少采集時間，提高位置和時間精度，并最大限度地減少反射信號的多徑誤差。對于向佩戴者的緊急聯(lián)系人發(fā)送帶有位置數(shù)據(jù)的警報的智能珠寶等可穿戴設備，GPS 接收器前端的底層 IC 的重要特性包括低噪聲、低功耗和小尺寸。智能首飾通常由電壓高達 1.5V 的微型電池（氧化銀和堿性電池）供電。底層電子設備應在這些電池電壓限制范圍內運行，同時消耗很少的功率。讓我們考慮一下這些微型設備的接收電子設備中的低功率 LNA。LNA 獲得非常低電平的信號，這樣做不會顯著降低信噪比 （SNR），也不會引入失真。其功耗等于電源電壓乘以靜態(tài)電源電流。在 GPS 調諧器沒有輸出負載的情況下，LNA 的功耗在信號從天線傳輸?shù)?GPS 調諧器時保持一致。功耗越低，智能首飾的續(xù)航越好5.

GNSS 接收器 IC 滿足多種需求

MAX2771是一款多星座、多頻段 GNSS 接收器，適用于需要高精度定位的應用。 該接收器在單芯片中覆蓋 E5/L5、L2、E6 和 E1/L1 頻段以及 GPS、GLONASS、Galileo、QZSS、IRNSS 和北斗導航衛(wèi)星系統(tǒng)。該芯片集成了完整的接收器鏈（包括雙輸入 LNA 和混頻器）、濾波器、可編程增益放大器 （PGA）、多位模數(shù)轉換器 （ADC）、分數(shù) N 頻率合成器和晶體振蕩器。其總級聯(lián)噪聲系數(shù)低至 1.4dB。由于它具有片上單片濾波器，因此無需外部 IF 濾波器。該接收器非常適合便攜式電子設備，例如筆記本電腦、數(shù)碼相機、遠程信息處理以及車輛跟蹤和車隊管理系統(tǒng)。

對于智能珠寶、可穿戴設備和其他小型便攜式電子產品，有MAX2679和MAX2679B GPS/GNSS 超低電流 LNA。該 IC 支持 GPS L1、Galileo 和 GLONASS，實現(xiàn)了高增益和低噪聲系數(shù)，同時最大限度地提高了輸入?yún)⒖嫉?1dB 壓縮點和 3階截取點。MAX2679 僅消耗 1mA 電源電流，同時提供 0.95dB 噪聲系數(shù)，而 MAX2679B 僅消耗 650μA 電流，同時提供 1.03dB 噪聲系數(shù)。

誰會想到像一件珠寶一樣小東西可以用來通知指定的聯(lián)系人緊急情況——以及佩戴者的位置？導航、地圖繪制和位置跟蹤在個人層面上使我們受益，同時也為各行各業(yè)帶來福音。使用正確的 GNSS 接收器技術，您的 GPS 應用程序可以大有幫助。

審核編輯：郭婷