車(chē)機導航不準，定位飄，這類(lèi)問(wèn)題很容易被用戶(hù)感知且產(chǎn)生市場(chǎng)投訴，通常在解決這類(lèi)問(wèn)題的時(shí)候，電磁干擾都會(huì )成為被重點(diǎn)懷疑的對象，因此一般也會(huì )拉上整車(chē)電磁兼容工程師，本次和大家分享下GPS天線(xiàn)的電磁兼容，也感謝一起解決問(wèn)題的天線(xiàn)專(zhuān)家！。

•     GPS導航    

  
  

要說(shuō)明此類(lèi)問(wèn)題，對GPS導航這一套系統的基本了解是必（）不可少的。GPS導航（實(shí)際上還包括GNSS和北斗） 是通過(guò)地面接收機檢測多顆衛星發(fā)送的擴頻信號，這些信號主要是衛星的空間位置信息（星歷），如果接收機與衛星鐘具有準確的同步時(shí)鐘，那么接收機就能夠計算出不同衛星信號到達的鐘差，從而確定和每個(gè)衛星之間的直線(xiàn)距離，以此計算出接收機所在的準確位置。搜星數越多，可用星數越多，定位就越準確，一般車(chē)機的搜星數能達到30，有用星數16是一個(gè)比較正常的狀態(tài)。衛星數據在借助地圖信息，就能夠進(jìn)行車(chē)機導航了。導航衛星信號的頻率主要包括三個(gè)頻段，其中L1頻段（1575.42MHz）是主要頻段，信號波長(cháng)大約為0.2m，所以GPS信號基本沒(méi)有繞射能力，G天線(xiàn)接收的有效區只有上方一小塊，因此，我們開(kāi)關(guān)車(chē)門(mén)或掀背門(mén)，基本不會(huì )影響天線(xiàn)接收信號的強度。

•     GPS天線(xiàn)    

車(chē)機導航整個(gè)系統包括GPS天線(xiàn)、線(xiàn)束、接收機（信號處理部分）和接插件。這幾個(gè)部分都和電磁兼容密切相關(guān)，但是接收機部分（信號處理）一般是集成在TBOX或AVNT，引入的電路噪聲比較穩定，在設計完成時(shí)就已經(jīng)決定了，受車(chē)輛老化或震動(dòng)的影響也很小，基本不會(huì )出現后期問(wèn)題。所以，大部分的導航市場(chǎng)問(wèn)題都集中在GPS天線(xiàn)、線(xiàn)束和接插件。線(xiàn)束和接插件不具備GPS頻段電磁波的良好接收能力，這兩個(gè)導致導航問(wèn)題一般是由于各種原因出現了阻抗突變，導致信號質(zhì)量變差，比如由于震動(dòng)導致接插件沒(méi)有良好連接和線(xiàn)束過(guò)度折彎導致阻抗不連續等（同軸線(xiàn)的設計是為了保證阻抗連續，是一種均勻非平衡傳輸線(xiàn)，具有特征阻抗）。

所以電磁兼容工程師檢查車(chē)機導航問(wèn)題還是集中在GPS天線(xiàn)部分，GPS天線(xiàn)是1.5GHz頻段的良好接收天線(xiàn)，任何在這個(gè)頻段的電磁波都有可能被接收到，如果是電磁噪聲被天線(xiàn)拾取，那么便會(huì )擠占天線(xiàn)接收衛星信號的功率，導致信噪比下降，表現為衛星信號弱。實(shí)車(chē)測試發(fā)現，車(chē)輛攝像頭等高頻零部件確實(shí)存在GPS頻段的噪聲。這里我們希望能夠得到一個(gè)量化數據，攝像頭距離GPS天線(xiàn)多少時(shí)，這個(gè)影響可以被忽略。這是一個(gè)很復雜的研究，當然也可以簡(jiǎn)單的通過(guò)零部件的EMC輻射發(fā)射測試結果去評估管控，但是還是可以初步進(jìn)行估算。假設載噪比的最（）低設計要求為33dB（和信噪比不同，載噪比是評價(jià)整個(gè)鏈路質(zhì)量的數據），線(xiàn)損設定為4dB，衛星信號達到地面的強度為-130dbm，可以得到天線(xiàn)端能夠忍受的最大噪聲功率為：-167dbm，假設該功率是距離為10cm時(shí)的數據，那么可以計算在距離攝像頭為1mm時(shí)（考慮遠場(chǎng)的話(huà)，這個(gè)距離還需要拉遠），輻射功率為：-147dbm。所以，如果你有設備能夠測得距離攝像頭1mm的輻射功率不超過(guò)-147dbm，那么對于上述GPS系統布置在距離該攝像頭10cm時(shí)，是可以接收的。但是一般的測試設備根本測不了這么小的噪聲。實(shí)際上經(jīng)驗發(fā)現，車(chē)上的GPS天線(xiàn)問(wèn)題一般都是由于車(chē)主改裝導致的，比如在天線(xiàn)的正上方加裝了金屬設備，比如加裝了帶金屬的玻璃膜，比如在天線(xiàn)旁邊加裝了攝像頭等設備。

•     手機導航和車(chē)機導航    

最后，為什么大部分情況下，手機的導航都要比車(chē)機的好用？實(shí)際上車(chē)機的GPS天線(xiàn)是遠遠優(yōu)于手機，但是車(chē)機的線(xiàn)損比手機大，一般1m會(huì )損耗1db，另外大部分車(chē)機供應商的信號處理電路都沒(méi)有手機做的優(yōu)秀，這里也有一部分損耗。最大的差異還是在算法，手機定位算法不僅僅依靠GPS，4G網(wǎng)絡(luò )、WiFi、藍牙，甚至攝像頭的數據都可以進(jìn)行輔助導航，這依賴(lài)于算法，目前車(chē)機這一塊是遠遠落后的。不知道新勢力在這一塊是否由優(yōu)勢。