專利名稱：用于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的通訊模組的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于衛(wèi)星導航及通信領域，具體涉及用于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的通訊模組。
背景技術：
“北斗一代”衛(wèi)星導航系統(tǒng)為我國自主開發(fā)的區(qū)域衛(wèi)星導航系統(tǒng)，覆蓋我國全境及 周邊國家，整個系統(tǒng)由天空衛(wèi)星、地面控制站和用戶應用終端三個部分組成。用戶應用終端 具有定位、導航及短數(shù)據(jù)通信等功能，在定位、導航和通信領域具有廣泛的應用。目前，在衛(wèi)星定位導航終端設計所用的主要模塊中，GPS模組、無線通訊(GPRS/ CDMA)模組、嵌入式處理器(如ARM7/ARM9)等相關產品具有比較成熟的解決方案。相比之 下，由于北斗民用產品技術成熟度較弱，絕大多數(shù)民用終端廠商對北斗技術不了解。所以， 北斗模塊往往成為終端設計的瓶頸。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的缺點與不足，提供一種用于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的通 訊模組，該通訊模組將低噪聲放大器、功率放大器、射頻電路和基帶處理電路集成為一體， 具有集成度高、體積小、功耗低、可靠性高的特點，并提供標準的電氣接口和編程接口，尤其 適用于“北斗一代”衛(wèi)星導航系統(tǒng)，無論是軍用還是民用終端廠商，均可根據(jù)本通訊模組，快 速地推出各種北斗應用終端產品。本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn)本用于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的通訊模組，包括天 線接口 ；還包括低噪聲放大電路、功率放大電路、射頻電路和基帶處理電路；低噪聲放大電 路和功率放大電路并聯(lián)后連接在天線接口與射頻電路之間，射頻電路、基帶處理電路相互 連接。所述的用于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的通訊模組，還包括用于與終端主控板進行電源與數(shù)據(jù) 連接的電源和數(shù)據(jù)接口 ；電源和數(shù)據(jù)接口與基帶處理電路相互連接。所述的用于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的通訊模組，還包括與所述電源和數(shù)據(jù)接口相互連接的 SIM卡插槽。所述的用于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的通訊模組，還包括用于對所述通訊模組進行密封包裝 的金屬屏蔽外罩。所述低噪聲放大電路包括依次連接的第一級帶通濾波器、低噪聲放大管、第一級 放大器、第二級帶通濾波器和第二級放大器，其中第一級帶通濾波器與天線接口連接。所述功率放大電路包括依次連接的放大器、帶通濾波器、推動級功率放大器、功率 放大管和低通濾波器，其中低通濾波器與天線接口連接。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術具有如下的優(yōu)點及效果1、集成了低噪聲放大電路、功率放大電路、射頻電路和基帶處理電路四部分功能 電路，實現(xiàn)了對北斗一號衛(wèi)星的雙向定位通訊和短報文通訊功能。并提供標準的天線接口 用于外接北斗專用天線，以及標準的電氣接口和編程接口，與終端生產廠家的主控板連接。
2、將北斗系統(tǒng)的雙向定位通訊和短報文通訊功能通過一塊獨立的專用模組來實 現(xiàn)，因而終端廠商只需要按照標準的電氣接口來完成硬件連接以及通過編程接口調用北斗 的定位和短報文功能，大大降低了應用北斗系統(tǒng)的技術門檻。
圖1是本發(fā)明的硬件結構框圖；圖2示意了射頻電路的結構框圖；圖3是基帶處理電路的結構示意圖；圖4是低噪聲放大電路結構圖；圖5是功率放大電路結構圖。
具體實施例方式下面結合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限 于此。實施例如圖1所示，本發(fā)明用于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的通訊模塊，其硬件部分主要包括低噪聲 放大電路，用于對天線接收下來的S波段射頻信號進行放大和濾波；功率放大電路，用于將 射頻信號放大到IOW功率，然后通過天線發(fā)射出去；射頻電路，射頻電路內部集成了接收通 道和發(fā)射通道，其中接收通道包含了兩次變頻結構，主要功能是放大射頻輸入信號并下變 頻到最終的12. 24MHz中頻信號，然后再對其進行采樣，輸出兩位A/D信號，發(fā)射通道的主要 功能是將基帶信號直接上變頻為射頻信號，然后輸出至功率放大器；基帶處理電路，用于完 成調制/解調功能，即對接收下來的A/D信號進行解調和對發(fā)射信號進行調制；天線接口， 直接與北斗衛(wèi)星收發(fā)天線與饋線連接；電源和數(shù)據(jù)接口，通過標準通訊接口(可采用USB、 Uart、RS232等標準通訊協(xié)議)與終端主控板進行電源與數(shù)據(jù)連接，可采用腳距2mm的雙排 22針接口 ；SIM卡插槽，插入北斗一號專用SIM卡(SIM卡接口為可選部件，也可由終端廠商 在終端上部署)；金屬屏蔽外罩，用于對本發(fā)明通訊模組進行密封包裝，即對天線接口、低 噪聲放大電路、功率放大電路、射頻電路、基帶處理電路、電源和數(shù)據(jù)接口、SIM卡插槽所組 成的通訊模組進行密封包裝，從而降低了通訊模組內發(fā)射信號和接收信號的相互電磁干擾 以及對外部的電磁干擾。低噪聲放大電路和功率放大電路并聯(lián)后連接在天線接口與射頻電 路之間，射頻電路、基帶處理電路、電源和數(shù)據(jù)接口依次相互連接，SIM卡插槽與電源和數(shù)據(jù) 接口相互連接。如圖2所示，射頻電路在接收部分采用兩次變頻結構，前端為與低噪聲放大器 連接的第一混頻器，射頻輸入信號經低噪聲放大器放大后由第一混頻器下變頻到頻率為 213MHz的第一中頻信號；第一中頻信號輸入到中頻濾波器中，從而濾掉鏡像信號和帶外干 擾信號，再經放大器進入第二混頻器；第二混頻器將第一中頻信號變?yōu)轭l率為12. 24MHz的 第二中頻信號。發(fā)射部分首先將輸入碼流轉換成差分模擬信號，由低通濾波器濾波后采用 第三混頻器將基帶信號直接調制到雙帶射頻信號，最后采用射頻衰減器以調整射頻信號輸 出至功率放大器?；鶐幚黼娐返慕Y構如圖3所示，包括內嵌ARM芯片(即硬件ARM結構)，利用單片機結構，通過軟件算法完成信號調制/解調功能，即對接收下來的A/D信號進行解調和 對發(fā)射信號進行調制；北斗衛(wèi)星專用通訊模塊提供軟件API接口，終端的軟件通過API接口 的調用，實現(xiàn)北斗短信息傳輸和定位信息功能。API接口主要包括SIM卡查詢、SIM卡信息 返回、定位申請、定位信息、功率監(jiān)測申請、功率監(jiān)測返回值、發(fā)送信息、接收信息。如圖4所示，低噪聲放大電路主要包括依次連接的第一級帶通濾波器、低噪聲放 大管、第一級放大器、第二級帶通濾波器和第二級放大器，其中第一級帶通濾波器與天線接 口連接；所要達到的技術指標為增益G > 40dB，輸入駐波比< 1. 5，帶內平坦度士0. 5dB， 噪聲系數(shù)彡1.6。第一級帶通濾波器主要起收發(fā)隔離作用，其差損<0.8，駐波< 1.5 ；第 二級帶通濾波器起濾波和抑制作用。低噪聲放大管用于匹配噪聲系數(shù)1.6)和駐波 (< 1. 5)，因為低噪聲放大管一級放大不足以達到總增益要求，所以要加入匹配好的第一 和第二級放大器。功率放大電路的結構如圖5所示，該部分所要達到的技術指標增益G > 45dB， IdB壓縮點40dBm，本振抑制> 30dB。該部分包括依次連接的放大器、帶通濾波器、推動級 功率放大器、功率放大管和低通濾波器，其中低通濾波器與天線接口連接。推動級功率放大 器使輸出功率達到30dBm ；功率放大管將輸出信號放大到IOW ；低通濾波器主要起收發(fā)隔離 作用，要求其差損在0. 2左右，駐波< 1. 3。本發(fā)明的工作流程如下接收時，天線接收下來的S波段射頻信號傳輸至低噪聲放大電路，低噪聲放大電 路對信號進行放大和濾波后將信號傳輸至射頻電路，射頻電路的接收通道包含了兩次變頻 結構，主要功能是放大射頻輸入信號并下變頻到最終的12. 24MHz中頻信號，然后再對其進 行采樣，輸出兩位A/D信號至基帶處理電路，基帶處理電路進行擴頻碼同步與解擴、載波同 步與解調、幀同步、譯碼校驗，計算出數(shù)據(jù)結果后將所述數(shù)據(jù)結果傳輸至數(shù)據(jù)接口，由終端 系統(tǒng)調用。發(fā)射時，基帶處理電路將數(shù)據(jù)接口傳來的指令和數(shù)據(jù)經編碼、擴頻和濾波后，產生 基帶信號并傳輸至射頻電路，射頻電路將基帶信號直接上變頻為射頻信號，然后輸出至功 率放大電路，功率放大電路將射頻信號放大到IOW功率，然后通過天線發(fā)射出去。上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的 限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
用于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的通訊模組，包括天線接口，其特征在于還包括低噪聲放大電路、功率放大電路、射頻電路和基帶處理電路；低噪聲放大電路和功率放大電路并聯(lián)后連接在天線接口與射頻電路之間，射頻電路、基帶處理電路相互連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的通訊模組，其特征在于還包括用于與 終端主控板進行電源與數(shù)據(jù)連接的電源和數(shù)據(jù)接口 ；電源和數(shù)據(jù)接口與基帶處理電路相互 連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的用于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的通訊模組，其特征在于還包括與所述 電源和數(shù)據(jù)接口相互連接的SIM卡插槽。
4.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的用于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的通訊模組，其特征在于還 包括用于對所述通訊模組進行密封包裝的金屬屏蔽外罩。
5.根據(jù)權利要求1-3中任一項所述的用于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的通訊模組，其特征在于所 述低噪聲放大電路包括依次連接的第一級帶通濾波器、低噪聲放大管、第一級放大器、第二 級帶通濾波器和第二級放大器，其中第一級帶通濾波器與天線接口連接。
6.根據(jù)權利要求1所述的用于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的通訊模組，其特征在于所述功率放大 電路包括依次連接的放大器、帶通濾波器、推動級功率放大器、功率放大管和低通濾波器， 其中低通濾波器與天線接口連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于衛(wèi)星導航系統(tǒng)的通訊模組，其包括天線接口；還包括低噪聲放大電路、功率放大電路、射頻電路和基帶處理電路；低噪聲放大電路和功率放大電路并聯(lián)后連接在天線接口與射頻電路之間，射頻電路、基帶處理電路相互連接；具有集成度高、體積小、功耗低、可靠性高的特點。
文檔編號G01S19/03GK101937086SQ201010245209
公開日2011年1月5日 申請日期2010年8月4日 優(yōu)先權日2010年8月4日
發(fā)明者劉銳 申請人:廣州廣嘉北斗電子科技有限公司佛山市南海分公司