車輛（liàng）GPS的電磁兼容問題

車機導航不準，定位飄，這類問題很容易被用戶感知且產生市場投（tóu）訴，通常在解決這類問題的時候，電磁幹擾都會成為被（bèi）重點懷疑的對象，因此一般也會拉上整車電磁兼容工程師，本次和大家分享下GPS天線的電磁兼容，也感（gǎn）謝一起解決問題的天線專家！。

•     GPS導航（háng）    

  
  

要說明此類問（wèn）題，對GPS導航這一套係統的基本了解是必（）不可少的。GPS導航（實際上還包括GNSS和（hé）北鬥） 是通過（guò）地麵（miàn）接收（shōu）機檢測多顆衛星發送的擴頻信號，這（zhè）些信號主要是衛星的空間位置信息（星曆（lì）），如果（guǒ）接收機與衛星鍾具有準確的同步時鍾，那麽（me）接收機就能夠計算出不同衛星信號到（dào）達（dá）的鍾差，從而確定和每個衛星之間的直線距離，以此計算（suàn）出接（jiē）收機（jī）所在（zài）的準確位置。搜星數越多，可用星數越多，定位就越準確，一般車機的搜星數（shù）能達到30，有用星數16是一個比（bǐ）較（jiào）正常的（de）狀態。衛星數據在借（jiè）助地圖信息，就能夠進行車機（jī）導航了。導航衛（wèi）星信號的頻率（lǜ）主要包括三個頻段，其中L1頻（pín）段（1575.42MHz）是主要頻段，信號波（bō）長大約為0.2m，所以GPS信號基本沒有繞射能力，G天（tiān）線接收的有效區隻有上方一小塊，因此，我們開關車門或掀背門，基本不會影響天線接收信號的強（qiáng）度。

•     GPS天線    

車機導航整個係統（tǒng）包括GPS天（tiān）線、線束、接收機（信號（hào）處理部分）和接插件。這幾個部（bù）分都和電磁兼容密切相關，但是接收機部分（信號處理）一般是集（jí）成在TBOX或AVNT，引入的電路噪聲比較穩定，在設計完成（chéng）時就已（yǐ）經決定了，受車輛老化（huà）或震動的影響也（yě）很小，基本不（bú）會出現後期（qī）問題。所以，大部分的導航市場問題都集中在GPS天線、線束和（hé）接插（chā）件。線束和接插件不具備（bèi）GPS頻段（duàn）電磁波的良好接收能力（lì），這兩（liǎng）個（gè）導致導航問題一般是由於各（gè）種原因出現了阻抗突變，導致信號質（zhì）量（liàng）變差，比如由於（yú）震動導（dǎo）致接插件沒有良好（hǎo）連接和線束過度折彎導致（zhì）阻抗（kàng）不連續等（同軸（zhóu）線的設（shè）計（jì）是為了保證阻抗連續（xù），是一種均勻非平衡傳輸線，具有特征阻抗）。

所以電磁兼容工程師（shī）檢（jiǎn）查車機導（dǎo）航問題還是集中在GPS天線部分，GPS天線是1.5GHz頻段的良好接收天線，任何在（zài）這（zhè）個頻段的電磁（cí）波都有可能被接收到，如果是電磁噪聲被天線拾（shí）取，那麽便會擠占天線接收衛星（xīng）信號的功率，導致信噪比下降，表現為衛星信號弱（ruò）。實車測試發現，車輛攝（shè）像頭等高頻零部件確實存在GPS頻段的噪聲。這裏我們希望能夠得（dé）到一個量化數據，攝像頭距離GPS天線多少時，這個影響可以被（bèi）忽略。這是一個很複雜的研究，當然也可以簡單（dān）的通過零部件的EMC輻射（shè）發射測試結果去評（píng）估（gū）管控（kòng），但（dàn）是還是可以初步進行估算。假設載噪比的最（）低設計要求為（wéi）33dB（和信噪比（bǐ）不同，載噪比是評價（jià）整個鏈路質量的數據），線損設定為4dB，衛星信號達到地麵的強度為-130dbm，可以得到天線端能夠忍受的最大噪聲功率為：-167dbm，假（jiǎ）設該功率是距離（lí）為10cm時的數據，那麽可以計算在距離攝像頭為1mm時（考慮遠場的話，這個（gè）距離還（hái）需要拉遠），輻射功率為：-147dbm。所以，如果你有設備能夠測得距離攝像頭（tóu）1mm的輻射功率不超過-147dbm，那（nà）麽對（duì）於上述GPS係（xì）統布置在距離（lí）該攝像頭10cm時，是可以（yǐ）接收（shōu）的。但（dàn）是一般的測試設備根（gēn）本測不（bú）了這麽小的噪聲。實際上經驗發現，車（chē）上的GPS天線問題（tí）一般都是（shì）由於車主改裝導致的，比如在（zài）天線的正上方加裝了金屬設（shè）備，比如加裝了帶金屬的玻（bō）璃膜，比如在天線旁邊加裝了攝像頭等設備（bèi）。

•     手機導航和車機（jī）導航    

最後，為什麽大（dà）部分（fèn）情況下，手機的導（dǎo）航都要比車機的好用？實際上車機的GPS天線（xiàn）是（shì）遠遠優於手機（jī），但是車機的線損比手（shǒu）機大，一般1m會損耗1db，另外大部分車機供（gòng）應商的信號（hào）處理（lǐ）電路都沒（méi）有手機做的優秀，這裏也有一部分損耗。最大（dà）的差異還是在算法，手機定位算法不（bú）僅僅依靠GPS，4G網絡、WiFi、藍牙，甚（shèn）至（zhì）攝像頭的數（shù）據都可以進行輔助導航（háng），這（zhè）依賴於算法，目前車機這一塊是遠遠落（luò）後的。不知道新勢力在這一塊是否由優勢。