星曜半导体发布首款双频GPS LFEM全自研芯片

在物联网与移动通信的双重时代背景下，位置服务行业潜藏着巨大的机遇。据IDC预测，2020-2025年，中国物联网IP连接量复合增速17.8%，然而，以全球潜在1000亿连接作为分母，截至2021年底，物联网的全球渗透率仅超过10%，高精度卫星定位系统大有可为，高精度的射频前端定位芯片随之迎来了前景可观的机遇和挑战。

影响GPS精准度的两个主要因素：一是电离层延时；二是建筑物反射干扰。在空旷环境中，GPS偏差主要来自信号通过电离层产生的延时。利用双频对电离层的不一致延迟，可以消除电离层对电磁波信号延迟的影响，可用于长达几千公里的实时高效精密定位。针对高精度卫星定位系统的应用场景，GPS双频实测定位精度至少提升3-5倍，L1+L5双频双路定位可有效校正电离层延时，并有效解决城市建筑物反射干扰。

本次星曜半导体发布的GPS LFEM模组芯片STR31215-11，基于双频GPS技术，在2.0mm x 2.0mm的封装尺寸内，集成了由星曜团队全自主研发的双频GPS L1+L5 SAW滤波器、低噪声高增益LNA以及各类匹配电路。该款GPS模组产品支持宽电压范围1.5V-3.3V，支持单开、双开、关断多种模式，能够同时接收L1、L5载波信号。芯片内集成的高性能SAW滤波器和低噪声放大器，确保了其优秀的抗干扰抑制能力和接收灵敏度，在复杂环境下也能够为用户提供持续的高质量信号，极大提升用户体验，能够适用于地图导航、智能穿戴设备、非机动车位置追踪、车队管理、宠物追踪、个人旅游及野外探险等多种应用场景。

Fig.1. GPS LFEM模组芯片STR31215-11产品开盖图

模组芯片外部无需额外匹配元件，相较于传统的分立方案，大大地减小了外部电路的布板面积，为用户提供了便捷易用的GPS射频模组解决方案。

Fig.2. GPS 射频解决方案演进示意图

GPS接收机灵敏度主要受前端Loss及LNA影响（如Fig.3.所示），此次发布的STR31215-11模组芯片Full-module噪声系数（含滤波器Loss及LNA NF）低至1.3dB @ 1575.42MHz，1.5dB @ 1176.45MHz，与此同时，其增益达到17.5dB @ 1575.42MHz，20dB @ 1176.45MHz，可极大程度降低后级噪声对系统总噪声的影响。

Fig.3. GPS 接收机链路计算

STR31215-11采用了高性能SAW滤波技术和65nm节点的SOI工艺。为应对GPS De-sense，STR31215-11集成了具有高带外抑制的SAW工艺滤波器，如对Band3抑制可达50dBc。依赖于先进的SOI工艺制程，该GPS LFEM模组功耗低至6mA，可有效适配定位模块/智能手表等低功耗的应用需求。线性度方面，GPS LFEM模组依然较为出色，iP1dB -2.9dBm @ 1575.42MHz，-8.4dBm @ 1176.45MHz，IIP3 -0.7dBm @ 1575.42MHz，-3.6dBm @ 1176.45MHz。

Fig.4. 星曜半导体GPS LFEM模组芯片测试性能

(a. L1 NF; b. L5 NF; c. L1@Multi-on NF; d.L5@Multi-on NF;e. L1 S21; f. L5 S21; g. L1&L5 Multi-on S21)

GPS LFEM模组芯片STR31215-11是星曜半导体发布的首款射频模组产品，是星曜半导体射频模组产品线征程中的第一个重要里程碑。本次模组芯片的推出，充分体现了星曜半导体在射频模组上卓越的自主研发能力和创新力，对未来更多的射频前端模组产品具有非常关键的长期意义。星曜半导体已全面布局对标国际先进企业的射频前端模组系列产品，未来，将继续致力于开发更高性能、更具竞争力的射频前端芯片，持续发布射频前端的各类接收模组、发射模组，助力国产射频前端解决方案的长足发展。

审核编辑 ：李倩