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。
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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。
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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。
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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。
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(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。
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