既然要考慮有源天線(xiàn)及其LNA，那僅在RF前端進(jìn)行射頻鏈接測(cè)量是不夠的，必須以通過(guò)天線(xiàn)，空間耦合的方式來(lái)進(jìn)行測(cè)量才更為接近真實(shí)情況。空間耦合的方式可以有兩種，一種是通過(guò)將接收機(jī)置入三角錐以達(dá)到與外界電磁環(huán)境隔離的效果，另外一種是在全電波暗室中進(jìn)行靈敏度甚至增益測(cè)量。但一般三角錐僅能提供的空間及收發(fā)距離有限，并不能滿(mǎn)足天線(xiàn)測(cè)試的遠(yuǎn)場(chǎng)要求。以普通車(chē)載GPS接收機(jī)為例，其應(yīng)滿(mǎn)足的遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試距離往往達(dá)到80cm，而且只能對(duì)一個(gè)方向進(jìn)行靈敏度測(cè)量，這種測(cè)試方法一般在做研發(fā)的時(shí)候可以初步評(píng)估整個(gè)接收機(jī)的性能。但要做到對(duì)產(chǎn)品的精確測(cè)量，還是需要專(zhuān)業(yè)的全電波暗室。下面我們將著重討論如何在全電波暗室中進(jìn)行接收靈敏度的測(cè)量。

系統(tǒng)的搭建
下圖為一般的在RF Front End進(jìn)行測(cè)量的系統(tǒng)示意圖，其中VSG用以提供GPS信號(hào)，DC blocker則是用來(lái)阻隔有源天線(xiàn)的DC電流到VSG中。Power meter用以監(jiān)測(cè)RF端口的實(shí)際功率。

如要進(jìn)行空間測(cè)量，則如下圖所示，在全電波暗室內(nèi)，滿(mǎn)足遠(yuǎn)場(chǎng)距離2D2/λ的情況下。PC需要支持NEMA-183協(xié)議，以獲取GPS的載噪比。

GPS信號(hào)錄制
由于需要得到較為接近真實(shí)的測(cè)量結(jié)果，我們采用VSG錄制空中的GPS信號(hào)，并在測(cè)試中回放。目前NI，Agilent有多款VSG支持此功能。

路徑損耗的計(jì)算
在暗室中，由于無(wú)法用功率計(jì)進(jìn)行實(shí)時(shí)的功率數(shù)值讀取，則需要在測(cè)量之前對(duì)路徑損耗path loss進(jìn)行測(cè)量，以確定到達(dá)接收機(jī)天線(xiàn)端的輻射功率RF power。衰減器用以

在以上步驟完成后，我們可以正式開(kāi)始以O(shè)TA方式進(jìn)行靈敏度測(cè)量。
根據(jù)公式：

Sensitivitymin=-174dBm/Hz+C/Nmin+Freciever e2

通常情況下，GPS芯片需要有一個(gè)最低的載噪比來(lái)進(jìn)行位置鎖定，因此，這個(gè)數(shù)值通常由芯片廠(chǎng)家提供，如28dB-Hz。則，測(cè)試可以在以下步驟展開(kāi)。

1.調(diào)整VSG output power使載噪比達(dá)到54dB-Hz(一般這是接收機(jī)匯報(bào)的上限，超過(guò)這個(gè)數(shù)值將按54dB-Hz匯報(bào))。載噪比的讀取可以通過(guò)用PC發(fā)送NEMA-183指令GSV。

NEMA-183指令范例

2.逐級(jí)調(diào)整VSG output power ，并最終達(dá)到28dB-Hz，記錄期間測(cè)量的載噪比。

3.根據(jù)公式 PRF power=PVSG-Lpath loss = Sensitivity得出在對(duì)應(yīng)載噪比下的靈敏度數(shù)值。

4.根據(jù)公式Sensitivitymin=-174dBm/Hz+C/Nmin+Freciever ，將記錄的數(shù)據(jù)依次代入，得到一組線(xiàn)性方程，得到最小靈敏度及噪聲因子。

5.參考CTIA OTA的接收機(jī)靈敏度的幾何測(cè)量方法，在球面上每30°取一點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，將最后數(shù)據(jù)歸總，繪制成3D方向圖。然而對(duì)于GPS接收機(jī)而言，一般只有上半天球具有參考價(jià)值，因此考慮到測(cè)試時(shí)間成本，只需進(jìn)行半個(gè)球面的測(cè)量即可。

以上就是本次所討論的GPS的空間測(cè)量方法，其中有幾個(gè)不確定因素，主要的是VSG的輸出功率以及接收機(jī)匯報(bào)的載噪比。