專利名稱：一種室外用模塊化授時型gps接收機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及GPS(Globol Positoning System,全球定位系統(tǒng))在移動通信基 站領(lǐng)域中的應(yīng)用，尤其涉及利用GPS衛(wèi)星提供的高精度時間標準進行授時以實現(xiàn)無線電通 信系統(tǒng)中的時間同步。
背景技術(shù)：
全球定位系統(tǒng)(Globol Positoning System)，以全天候、高精度、自動化等優(yōu)點成 功應(yīng)用于測量、定位、授時等各個領(lǐng)域。在移動通信基站領(lǐng)域常利用GPS衛(wèi)星提供的高精度 時間標準信號進行授時，用于無線電通訊系統(tǒng)中的時間同步。對這種GPS接收機不僅要求 實時、高精度，而且要求體積小、重量輕，和基站天線一起安裝于室外自然環(huán)境，射頻模擬信 號與數(shù)字信號處理高度集成，這就給GPS接收機的設(shè)計提出了很多新的要求。美國專利號 5272485公開了一種GPS有源天線，只包括模擬信號處理部分，由無源天線和低噪聲放大器 兩部分組成，無源的陶瓷介質(zhì)天線接收衛(wèi)星信號后經(jīng)低噪聲放大器放大，通過射頻電纜送 到位于機房內(nèi)的接收機，接收機將模擬信號解碼，進行數(shù)字信號處理。這種常規(guī)的方式使得 基站收星授時出現(xiàn)問題時工程無法辨別是由于GPS天線問題還是基站內(nèi)數(shù)字信號處理部 分出問題，加大了解決問題的難度，隨著當前基站小型化及節(jié)省建站成本的需求，越來越多 的運營商希望將GPS天線及數(shù)字處理集成在一起，輸出數(shù)字授時信號到基站交換機，信號 選擇用485/422屏蔽雙絞線進行傳輸。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的問題是提供一種傳輸距離遠、抗干擾能力強、工程施工及 后期維護也更為容易的室外用模塊化授時型GPS接收機。 為解決上述問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是室外用模塊化授時型GPS接 收機包括GPS信號接收放大模塊、接收機數(shù)字處理模塊和外殼，所述外殼包括介質(zhì)材料上 外罩和下安裝座，所述GPS信號接收放大模塊、接收機數(shù)字處理模塊安裝于下安裝座上，由
介質(zhì)材料上外罩實現(xiàn)封裝，再通過航空接頭直接與基站軟、硬件通訊接口相連接。 上述方案中，所述GPS信號接收放大模塊包括GPS天線模塊和低噪聲放大器電路， GPS天線模塊接收GPS授時信號后經(jīng)過低噪聲放大器電路放大及濾波后進入接收機數(shù)字處 理模塊，所述接收機數(shù)字處理模塊包括接收解碼模塊、驅(qū)動模塊與通訊接口 ，所述放大后的 信號經(jīng)接收解碼模塊進行接收和解碼信號處理后，轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，該數(shù)字信號通過驅(qū)動 模塊進行驅(qū)動后與所需通訊接口匹配，爾后通過防雷防靜電電路與12芯航空接頭相連，12 芯航空接頭其中的兩芯為電路提供電源，電源經(jīng)防雷防靜電電路后由DC-DC(電壓轉(zhuǎn)換器) 轉(zhuǎn)換為電路中需要的電源。 上述方案中，所述的GPS信號接收放大模塊包括一雙面覆銅板，雙面覆銅板上層 表面安裝有陶瓷介質(zhì)微帶GPS天線模塊以接收GPS衛(wèi)星信號，接收的信號通過天線上的探 針直接耦合到下層的帶有前置濾波器的低噪聲放大器電路進行射頻電路放大及帶外濾波。[0007] 為了防止無用信號的干擾，所述下安裝座內(nèi)壁表面噴涂金屬漆以起電磁屏蔽作 用。 本實用新型的有益效果是本實用新型采用航空接頭直接與基站軟、硬件通訊接 口相連接，從而很簡捷的實現(xiàn)了利用GPS衛(wèi)星信號提供授時實現(xiàn)通訊中的時間同步，并因 為由單獨的模塊組合而成，針對不同的需求只需變動相應(yīng)的模塊，就可實現(xiàn)不同的授時GPS 要求，提高了一次性設(shè)計的適用廣泛性，既具有GPS接收機全天候、高精度自動化特點，又 具有體積小、重量輕安裝簡便、設(shè)計靈活方便的優(yōu)點。
以下結(jié)合附圖及具體實施方式
對本實用新型做進一步詳細說明

圖1為本實用新型具體實施方式
的整體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本實用新型具體實施方式
的GPS信號接收放大模塊示意圖； 圖3為本實用新型具體實施方式
的接收機數(shù)字處理模塊結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本實用新型具體實施方式
的外殼結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本實用新型具體實施方式
的電路原理框圖。
具體實施方式如圖1所示，室外用模塊化授時型GPS接收機包括GPS信號接收放大模塊1、接收 機數(shù)字處理模塊2和外殼3，外殼3包括介質(zhì)材料上外罩31和下安裝座32， GPS信號接收 放大模塊1、接收機數(shù)字處理模塊2安裝于下安裝座上32，由介質(zhì)材料上外罩31實現(xiàn)封裝， 再通過12芯航空接頭4直接與基站軟、硬件通訊接口相連接。 如圖2所示，GPS信號接收放大模塊1包括一雙面覆銅板IO，雙面覆銅板10 上層表面安裝有陶瓷介質(zhì)微帶GPS天線模塊11以接收GPS衛(wèi)星信號，該天線工作頻率 1575. 42MHz，極化方式為右旋圓極化，增益4dBi，為了減少饋線的損耗，接收信號不經(jīng)射頻 電纜而是通過天線上的探針直接耦合到下層的低噪聲放大器電路12，低噪聲放大器電路 12帶前置濾波器，帶外100M抑制達70dBC以上，有效增益可根據(jù)不同的系統(tǒng)需求設(shè)計成不 同增益，噪聲系數(shù)小于1.8dB，濾波后的信號進入第一級低噪放電路，第一級低噪放采用單 片放大電路，噪聲0. 75，經(jīng)第一級放大后的信號進入第一級窄帶濾波器，窄帶濾波器的強 帶外抑制將帶外信號進行進一步抑制，爾后進入第二級放大電路，第二級放大器采用噪聲 1.5左右的單片放大電路，經(jīng)過再放大的信號進入第二級窄帶濾波器，此時輸出的信號帶外 100M可有效抑制到70dBC，這樣的電路方式也最大限度的降低了產(chǎn)品噪聲。 如圖3所示，接收機數(shù)字處理模塊2包括接收解碼模塊21、驅(qū)動模塊與通訊接口 22，信號放大后通過射頻電纜，進入接收機數(shù)字處理模塊2，經(jīng)接收解碼模塊21進行接收和 解碼信號處理后，轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，輸出信息遵循NMEA-0183協(xié)議，有效輸出差分1PPS脈沖 信號，該信號可根據(jù)用戶要求調(diào)節(jié)脈沖信號采用上升沿或下降沿與UTC時間同步，1PPS脈 沖寬度可調(diào)，同時輸出位置、速度、當前衛(wèi)星等信息，該數(shù)字信號通過驅(qū)動模塊進行驅(qū)動后 與所需通訊接口匹配，爾后通過防雷防靜電電路23與12芯航空接頭4相連，12芯航空接 頭4其中的兩芯為電路提供電源，電源經(jīng)防雷防靜電電路23后由DC-DC(電壓轉(zhuǎn)換器)轉(zhuǎn) 換為電路中需要的電源。[0018] 如圖4所示為外殼結(jié)構(gòu)示意圖，外殼包括介質(zhì)材料上外罩31和下安裝座32，通過 螺紋連接在一起，外殼的上部分上外罩31為球面，對于衛(wèi)星信號該介質(zhì)材料是"透明"的， 即衛(wèi)星信號可以無損耗的穿過上外罩31到達接收天線，外殼的下部分下安裝座32不僅起 到安裝的作用，其內(nèi)壁表面上還噴涂了金屬漆，起到了電磁屏蔽作用，防止無用信號的干 擾。 圖5為本實用新型具體實施方式
的電路原理框圖，GPS天線接收GPS授時信號后， 經(jīng)過LNA(低噪聲放大器電路)合理的射頻電路放大及帶外濾波，放大濾波后的信號通過射 頻電纜進入接收機信號處理模塊，接收解碼模塊輸出的數(shù)字信號進入驅(qū)動模塊被有效驅(qū)動 為485/422電平，爾后通過防雷防靜電電路與12芯航空接頭相連，12芯航空接頭其中的兩 芯為電路提供電源，電源經(jīng)防雷防靜電電路后由DC-DC轉(zhuǎn)換為電路中需要的電源。
權(quán)利要求一種室外用模塊化授時型GPS接收機，其特征在于所述室外用模塊化授時型GPS接收機包括GPS信號接收放大模塊、接收機數(shù)字處理模塊和外殼，所述外殼包括介質(zhì)材料上外罩和下安裝座，所述GPS信號接收放大模塊、接收機數(shù)字處理模塊安裝于下安裝座上，由介質(zhì)材料上外罩實現(xiàn)封裝，再通過航空接頭直接與基站軟、硬件通訊接口相連接。
2. 如權(quán)利要求1所述室外用模塊化授時型GPS接收機，其特征在于所述GPS信號接收 放大模塊包括GPS天線模塊和低噪聲放大器電路，GPS天線模塊接收GPS授時信號后經(jīng)過低 噪聲放大器電路放大及濾波后進入接收機數(shù)字處理模塊，所述接收機數(shù)字處理模塊包括接 收解碼模塊、驅(qū)動模塊與通訊接口 ，所述放大后的信號經(jīng)接收解碼模塊進行接收和解碼信 號處理后，轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，該數(shù)字信號通過驅(qū)動模塊進行驅(qū)動后與所需通訊接口匹配，爾 后通過防雷防靜電電路與12芯航空接頭相連，12芯航空接頭其中的兩芯為電路提供電源， 電源經(jīng)防雷防靜電電路后由DC-DC轉(zhuǎn)換為電路中需要的電源。
3. 如權(quán)利要求2所述室外用模塊化授時型GPS接收機，其特征在于所述的GPS信號 接收放大模塊包括一雙面覆銅板，雙面覆銅板上層表面安裝有陶瓷介質(zhì)微帶GPS天線模塊 以接收GPS衛(wèi)星信號，接收的信號通過天線上的探針直接耦合到下層的帶有前置濾波器的 低噪聲放大器電路進行射頻電路放大及帶外濾波。
4. 如權(quán)利要求3所述室外用模塊化授時型GPS接收機，其特征在于所述下安裝座內(nèi) 壁表面噴涂金屬漆以起電磁屏蔽作用。
專利摘要本實用新型公開了一種室外用模塊化授時型GPS接收機，包括GPS信號接收放大模塊、接收機數(shù)字處理模塊和外殼，所述外殼包括介質(zhì)材料上外罩和下安裝座，所述GPS信號接收放大模塊、接收機數(shù)字處理模塊安裝于下安裝座上，由介質(zhì)材料上外罩實現(xiàn)封裝，再通過航空接頭直接與基站軟、硬件通訊接口相連接。本實用新型簡捷的實現(xiàn)了利用GPS衛(wèi)星信號提供授時實現(xiàn)通訊中的時間同步，并因為由單獨的模塊組合而成，針對不同的需求只需變動相應(yīng)的模塊，就可實現(xiàn)不同的授時GPS要求，提高了一次性設(shè)計的適用廣泛性，既具有GPS接收機全天候、高精度自動化特點，又具有體積小、重量輕安裝簡便、設(shè)計靈活方便的優(yōu)點。
文檔編號G01S1/02GK201440169SQ200920131708
公開日2010年4月21日 申請日期2009年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月7日
發(fā)明者李黎, 王國棟 申請人:摩比天線技術(shù)(深圳)有限公司