易于变频的卫星导航终端的制作方法
【专利摘要】本发明所述易于变频的卫星导航终端，包括天线，与天线连接的旁路滤波器，与旁路滤波器连接的线性放大器，所述线性放大器的输出端连接两个混频支路，所述混频支路由混频器和低通滤波器组成，低通滤波器的输出端连接AD转换器，所述AD转换器的输出端与抽取模块连接，所述抽取模块的输出端与频率合成器连接，所述频率合成器的输出端与混频支路中混频器的本振输入端连接。本发明所述易于变频的卫星导航终端，电路通用灵活，针对不同的卫星导航信号，该前端电路的频率和信道带宽都可以容易地更改。
【专利说明】
易于变频的卫星导航终端
技术领域
[0001]本发明涉及电子电路领域，具体地，涉及一种易于变频的卫星导航终端。
【背景技术】
[0002]始建于上个世纪七十年代末的全球定位系统(GPS)在军事和民用领域都取得了巨大的成功。进入新世纪以来，许多国家都在积极建设自己的卫星导航系统。美国开始实施GPS的现代化计划，俄罗斯的GL0NASS卫星不断得到补充，Galileo也正式进入实施论证阶段;另外我国也正加速建设自己的北斗定位系统。可以预见，不久将来世界上可用的卫星导航信号资源将会得到极大的丰富，而这也必然推动多频多系统卫星导航接收机技术的发展。在此背景下，过去针对GPS C/A码的成熟前端电路已难以满足新形势的需求了；发展多频多系统的卫星导航接收机已经成为无线电卫星导航领域研究的热点。
[0003]由于目前针对多频多系统的导航接收机还没有合适的专用集成电路(ASIC)可用。
【发明内容】
[0004]为克服现有技术存在的不足，本发明公开了一种易于变频的卫星导航终端。
[0005]本发明所述易于变频的卫星导航终端，包括天线，与天线连接的旁路滤波器，与旁路滤波器连接的线性放大器，所述线性放大器的输出端连接两个混频支路，所述混频支路由混频器和低通滤波器组成，低通滤波器的输出端连接AD转换器，所述AD转换器的输出端与抽取模块连接，所述抽取模块的输出端与频率合成器连接，所述频率合成器的输出端与混频支路中混频器的本振输入端连接。
[0006]具体的，所述线性放大器为MGA-53543。
[0007]具体的，所述AD转换器为AD8347。
[0008]具体的，所述频率合成器为ADF4360-4。
[0009]具体的，所述抽取模块为CPLD。
[0010]本发明所述易于变频的卫星导航终端，电路通用灵活，针对不同的卫星导航信号，该前端电路的频率和信道带宽都可以容易地更改。
【附图说明】
[0011 ]图1是本发明一种【具体实施方式】示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
[0013]本发明所述易于变频的卫星导航终端，包括天线，与天线连接的旁路滤波器，与旁路滤波器连接的线性放大器，所述线性放大器的输出端连接两个混频支路，所述混频支路由混频器和低通滤波器组成，低通滤波器的输出端连接AD转换器，所述AD转换器的输出端与抽取模块连接，所述抽取模块的输出端与频率合成器连接，所述频率合成器的输出端与混频支路中混频器的本振输入端连接。
[0014]直接下变频也称为零中频，是指将载波降为零中频。图1中频率合成部分首先合成一个与载波频率完全相同的本振信号，然后通过一个正交的I/Q混频器与输入的射频信号进行混频。混频器输出两路正交的I/Q基带信号，经低通滤波器后再转换为数字信号。在实际应用中，并不一定要将载波降到零中频，也可以将载波降为一个较低的中频信号。
[0015]图1中天线后的带通滤波器主要是用来去除带外噪声。由于不存在镜频干扰的问题，因此对该带通滤波器性能要求并不苛刻。对于级联网络而言，第I级低噪放(LNA)的噪声系数对整个接收机噪声系数的影响最大；因此第I级的LNA的噪声系数应该尽量的小[7]。我们采用MGA-53543这款芯片，并设计其最佳外围匹配电路。经调试，该LNA在1.5?1.7GHz的频率范围可以获得13dB的增益，小于2.0dB的噪声系数。另外，这款LNA具有较大的线性范围，为了缓解后级的增益压力，我们采取了两级LNA级联的方式。
[0016]我们选用高性能的宽带直接正交解调器AD8347芯片作为该前端电路的混频器。AD8347带有70dB动态范围的AGC，30dB的基带增益，输出端口具有90MHz的带宽，而且I/Q本振信号相位误差很小。由于AD8347采用有源混频器以及专门的去直流偏差电路，这使得它的本振泄露和直流偏差都非常小。
[0017]接收机的动态范围来自两个部分。一部分是因为混频器本身就带有70dB的动态范围，另一部分则来自ADC。选用8位的ADC时，依据一定的算法我们通常只是选取其中的2位bit，这样ADC就相当于还有20*log64=36dB的动态范围。因此整个接收机前端电路的动态范围可以达到70+36=106dB,符合设计要求。
[0018]ADF4360-4是美国ADI公司生产的一款高性能频率合成芯片，它通过一个三线接口来合成本振信号的。其中三线接口的控制信号来自图1中所示的CPLD模块。设定ADF4360-4输出频率为1500MHz，使用ADIsimPLL彷真软件对其输出相位噪声仿真，在偏离中心频率1KHz处，相位噪声<-90dBc/Hz，这个指标可以很好的满足接收机的要求。ADF4360-4输出的频率范围为:1450MHz?1750MHz。
[0019]接收机的兼容性涉及到两个方面，一个是信号的载波频率，另一个是接收到信号的带宽。前面已经叙述，CPLD模块给出的控制信可以使得ADF4360-4中输出不同频率的本振信号。对于信号带宽不同的问题，我们是采用下述方法来解决。
[0020]图1中所示，混频器输出的I/Q两路信号都经过一个截止频率为25MHz的低通滤波器，然后以50MHz的采样率将其转换为数字信号。根据采样定理知道，对于像GPS C/A码这样的信号，并不需要50MHz这么高的采样率。这时，可以通过一个CPLD模块对ADC输出的数字信号进行合适的抽取，然后再交给后端电路。这就相当于对采样信号做了一次数字低通滤波处理，而数字低通滤波的截止频率取决于抽取过程。而对于像GPS的P码这样的信号，50MHz的采样率是必要的，这时CPLD模块就不必对ADC输出的数字信号进行抽取了。因此通过合理的抽取，就可以灵活设定接收机的信道带宽了。除了对数据进行抽取外，CPLD模块还送出必要的控制信号给ADF4360-4用来合成本振信号。
[0021]总之，通过改变本振信号的频率，同时CPLD模块对采样信号进行合理的抽取，接收机就可以比较好的兼容多个频段和个多系统了，并可以满足不同的信号带宽要求。
[0022]由于工作在较高的频率，各元器件只有在匹配时候才能工作在最佳状态；因此必须精心设计匹配网络，保证各级间阻抗匹配。为了提高系统的抗干扰能力，确保系统稳定可靠工作，信号线应该尽量的短，而且应被地线包围。为了消除电源上的干扰，必须在各个器件上加上1uF和0.1uF的去耦电容。
[0023]如上所述，可较好的实现本发明。
【主权项】
1.易于变频的卫星导航终端，其特征在于，包括天线，与天线连接的旁路滤波器，与旁路滤波器连接的线性放大器，所述线性放大器的输出端连接两个混频支路，所述混频支路由混频器和低通滤波器组成，低通滤波器的输出端连接AD转换器，所述AD转换器的输出端与抽取模块连接，所述抽取模块的输出端与频率合成器连接，所述频率合成器的输出端与混频支路中混频器的本振输入端连接。2.根据权利要求1所述的易于变频的卫星导航终端，其特征在于， 所述线性放大器为MGA-53543。3.根据权利要求1所述的易于变频的卫星导航终端，其特征在于， 所述AD转换器为AD8347。4.根据权利要求1所述的易于变频的卫星导航终端，其特征在于， 所述频率合成器为ADF4360-4。5.根据权利要求1所述的易于变频的卫星导航终端，其特征在于， 所述抽取模块为CPLD。
【文档编号】G01S19/36GK106093984SQ201610402128
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】不公告发明人
【申请人】湖南博广信息科技有限公司