專利名稱：北斗一期和北斗二期射頻兼容接收裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及衛(wèi)星導航技術領域，特別涉及一種北斗一期和北斗二期射頻兼容接收裝置。
背景技術：
中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)(BD)是繼美國GPS、GL0NASS、歐洲Galileo之后，全球第四大衛(wèi)星導航系統(tǒng)。中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)將于2012年覆蓋亞太區(qū)域，即北斗區(qū)域衛(wèi)星導航系統(tǒng)(BD2 —期)，2020年將形成由30多顆衛(wèi)星組網具有覆蓋全球的能力，即北斗全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(BD2 二期)。BD是中國獨立自主的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，既具備高精度PNT(定位、導航、授時)的功能，又具備短報文通信功能。BD將應用于各行各業(yè)，其應用將只限于人們的想象力。由于BD2—期信號與BD2 二期信號無論在中心頻率、調制方式，以及采用的擴頻碼、電文等方面均存在著很大的差異。因此BD接收機的研發(fā)必須考慮到區(qū)域衛(wèi)星導航系統(tǒng)到全球系統(tǒng)的過渡和兼容，否則，針對區(qū)域系統(tǒng)的接收機就不能用在全球系統(tǒng)中，這將不但給用戶帶來麻煩，也將增加接收機的生產成本。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種北斗一期和北斗二期射頻兼容接收裝置，其能夠解決北斗系統(tǒng)從區(qū)域向全球過渡過程中所產生的兼容性問題，實現(xiàn)BD2—期信號與BD2 二期信號兼容接收是解決平穩(wěn)過渡的有效途徑。為解決上述問題，本實用新型是通過以下方案實現(xiàn)的:一種北斗一期和北斗二期射頻兼容接收裝置，主要由電源模塊、以及與電源模塊相連的天線、低噪聲放大模塊、射頻模塊和基帶信號處理模塊組成。其中:所述低噪聲放大模塊包括抗干擾濾波器、第一級放大器、功分器、2個窄帶濾波器和2個第二級放大器；天線連接在抗干擾濾波器的輸入端上，抗干擾濾波器的輸出端經第一級放大器與功分器的輸入端相連；功分器的2個輸出端上各依次接有I個窄帶濾波器與I個第二級放大器。所述射頻模塊包括2個下變頻器、2個帶通濾波器、2個自動增益控制器、2個中頻分路器、4個中頻濾波器、頻率合成器、以及模數轉換器。上述低噪聲放大模塊的每個第二級放大器的輸出端各依次經I個下變頻器、I個帶通濾波器和I個自動增益控制器與I個中頻分路器的輸入端連接。每個中頻分路器的2個輸出端上各接有2個中頻濾波器。上述4個中頻濾波器的輸出端均連接至模數轉換器的輸入端。模數轉換器的輸出端與基帶信號處理模塊相連。頻率合成器分別連接模數轉換器和2個下變頻器。上述方案中，頻率合成器采用同源的高穩(wěn)定IOMHz晶振作為參考，綜合出射頻模塊所需的各種頻率。上述方案中，頻率綜合器給2個下變頻器提供的本振頻率分別為1490MHz和1120MHz，給模數轉換器提供的本振頻率為62MHz。[0010]上述方案中，天線為貼片式天線。上述方案中，2個自動增益控制器均采用模擬控制方式。上述方案中，4個中頻濾波器均為聲表面波濾波器。與現(xiàn)有技術相比,本實用新型通過對天線、LNA、下變頻單元和基帶的合理設計，即通過賦形和增益的分配，實現(xiàn)天線的寬頻帶、小型化和抗多徑設計。為了安裝的靈活性，低噪聲放大器(LNA)與天線獨立設計，LNA主要由抗干擾濾波器、第一級放大器、窄帶濾波器、第二級放大器構成。射頻模塊采用一次變頻結構，其頻率方案的選擇不產生組合頻率干擾、交調、互調干擾。頻率綜合器采用同源的高穩(wěn)定IOMHz晶振作為參考。為了完成北斗一期和北斗二期信號的兼容接收，4個中頻濾波器實現(xiàn)采用聲表面波濾波器，可以保證穩(wěn)定的幅度與相位特性。AGC的控制采用模擬控制方式。因此本實用新型能夠在不增加設計復雜度和體積的前提下，可以兼容接收北斗一期和北斗二期信號，實現(xiàn)了北斗區(qū)域系統(tǒng)到全球系統(tǒng)的平穩(wěn)過渡，降低用戶段在系統(tǒng)升級帶來的額外成本。
圖1為一種優(yōu)選北斗一期和北斗二期射頻兼容接收裝置的原理示意圖。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型一種優(yōu)選的北斗一期和北斗二期射頻兼容接收裝置，主要由電源模塊、以及與電源模塊相連的天線、低噪聲放大模塊、射頻模塊和基帶信號處理模塊組成。在工作中，接收機從天線接收北斗衛(wèi)星信號，到完成定位解算，要經過射頻模塊完成信號下變頻、A/D轉換為中頻數字信號，基帶信號處理模塊完成信號的同步及導航信息的電文解碼、偽距提取和PVT計算，最后再將定位信息串口輸出。在本實用新型中 ，天線用于接收北斗導航信號，然后送給低噪放大模塊進行放大。天線和低噪放的性能好壞直接影響到接收機靈敏度、抗多徑、抗干擾等指標。為了完成北斗一期和北斗二期信號的兼容接收，要求天線寬頻帶。在本實用新型優(yōu)選實施例中，天線指標要求如表I所示。表I天線技術指標
指標耍求—
!561.098 土 2.046MHz、1207, M ± 2.046MIb:1作頻率
119J.795 土 2.046MHz ^ 1575.42土25.575MHz 極化方式右旋關極化—
大線波束方位0° -360。:仰角10。-90°.....天麵$5.........—3dm...........................................................S..比........................................................彡 6dB.......(I.角......10:—1EE)..........................................................................................................................電)i(駐波比1.5所述天線可以采用現(xiàn)有技術已有的天線結構，但為了實現(xiàn)天線的小型化和波束的賦形，本實用新型的天線需要根據衛(wèi)星分布和用戶使用區(qū)域，對天線方向圖進行賦形設計，合理分配天線增益；并根據天線安裝空間、天線方向圖和性能指標要求，對天線進行選型，并進行理論分析和論證，計算出天線基本參數。此外，天線設計時注意控制輻射方向圖的特性，增加抗多徑干擾能力。鑒于天線小型化的要求，本實用新型可以選用貼片天線來實現(xiàn)，貼片天線具有體積小，波瓣寬，易于共形等優(yōu)點。而為了進一步縮小天線體積，本實用新型還可以進一步采用高介電常數材料作為天線基板。此外，可以雙層貼片來拓展貼片天線帶寬(既增加一貼片寄生單元)，來避免貼片天線頻帶窄的缺點。為了安裝的靈活性，在本實用新型中，低噪聲放大模塊與天線分別獨立設計，而對于低噪聲放大模塊的指標要求如表2所不:表2LNA指標要求
權利要求1.斗一期和北斗二期射頻兼容接收裝置，主要由電源模塊、以及與電源模塊相連的天線、低噪聲放大模塊、射頻模塊和基帶信號處理模塊組成，其特征在于: 所述低噪聲放大模塊包括抗干擾濾波器、第一級放大器、功分器、2個窄帶濾波器和2個第二級放大器；天線連接在抗干擾濾波器的輸入端上，抗干擾濾波器的輸出端經第一級放大器與功分器的輸入端相連；功分器的2個輸出端上各依次接有I個窄帶濾波器與I個第二級放大器； 所述射頻模塊包括2個下變頻器、2個帶通濾波器、2個自動增益控制器、2個中頻分路器、4個中頻濾波器、頻率合成器、以及模數轉換器；上述低噪聲放大模塊的每個第二級放大器的輸出端各依次經I個下變頻器、I個帶通濾波器和I個自動增益控制器與I個中頻分路器的輸入端連接；每個中頻分路器的2個輸出端上各接有2個中頻濾波器；上述4個中頻濾波器的輸出端均連接至模數轉換器的輸入端；模數轉換器的輸出端與基帶信號處理模塊相連；頻率合成器分別連接模數轉換器和2個下變頻器。
2.據權利要求1所述北斗一期和北斗二期射頻兼容接收裝置，其特征在于:頻率合成器采用同源穩(wěn)定的IOMHz晶振作為參考，綜合出射頻模塊所需的各種頻率。
3.據權利要求1或2所述的北斗一期和北斗二期射頻兼容接收裝置，其特征是:頻率綜合器給2個下變頻器提供的本振頻率分別為1490MHz和1120MHz，給模數轉換器提供的本振頻率為62MHz。
4.據權利要求1所述北斗一期和北斗二期射頻兼容接收裝置，其特征在于:天線為貼片式天線。
5.據權利要求1所述北斗一期和北斗二期射頻兼容接收裝置，其特征在于:2個自動增益控制器均采用模擬控制方式。
6.據權利要求1所述北斗一期和北斗二期射頻兼容接收裝置，其特征在于:4個中頻濾波器均為聲表面波濾波器。
專利摘要本實用新型公開一種北斗一期和北斗二期射頻兼容接收裝置，主要由電源模塊、以及與電源模塊相連的天線、低噪聲放大模塊、射頻模塊和基帶信號處理模塊組成。所述低噪聲放大模塊包括抗干擾濾波器、第一級放大器、功分器、2個窄帶濾波器和2個第二級放大器。所述射頻模塊包括2個下變頻器、2個帶通濾波器、2個自動增益控制器、2個中頻分路器、4個中頻濾波器、頻率合成器、以及模數轉換器。本實用新型能夠解決北斗系統(tǒng)從區(qū)域向全球過渡過程中所產生的兼容性問題，實現(xiàn)BD2一期信號與BD2二期信號兼容接收是解決平穩(wěn)過渡的有效途徑。
文檔編號G01S19/32GK202929213SQ20122051480
公開日2013年5月8日 申請日期2012年10月9日 優(yōu)先權日2012年10月9日
發(fā)明者孫希延, 紀元法, 符強, 王守華, 吳孫勇, 鄧洪高 申請人:桂林電子科技大學