一种基于北斗中频信号采集的卫星导航信号测试系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于北斗中频信号采集的卫星导航信号测试系统，该系统包括相互进行数据传输的北斗中频信号采集器以及北斗基带信号处理器，其中北斗中频信号采集器包括依次连接的射频前端模块、射频前端数据处理模块、A/D采样模块以及数据传输模块。按照本实用新型设计的微型导航测试系统，能够对北斗射频信号进行信号采集，并转换为数字中频数据流作为卫星导航测试的信号源，将此信号源输入至后续的北斗基带信号处理器进行信息的解算处理，由此为实现北斗信号处理的测试工作提供硬件装置的支持。
【专利说明】
一种基于北斗中频信号采集的卫星导航信号测试系统
技术领域
[0001]本实用新型属于卫星导航领域，更具体地，涉及一种基于北斗中频信号采集的卫星导航测试系统。
【背景技术】
[0002]卫星导航技术领域目前应用日益广泛，我国也在加紧进行北斗卫星导航系统的建设工作，现在已经形成5GE0+3IGS0+4ME0的北斗区域卫星导航系统星座，到2020年将扩展成为拥有30颗左右的卫星全球卫星导航系统。对于市场和各类用户而言，GPS、北斗等卫星导航系统的终端设备应用技术是关键技术之一。
[0003]目前卫星导航接收机大多基于数字处理技术专用芯片(ASIC)和用于应用计算的快速微处理器而构成的，其缺点是算法固定且不容易改变硬件架构，但用户在不同场合和不同应用平台上对应用对接收机的需求也不同，因此需要对接收机进行功能结构进行改变从而来满足更加灵活充分的导航信号测试需求。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种基于北斗中频信号采集的卫星导航信号测试系统，其目的在于提出一种特别适用于海洋环境的北斗中频信号的测试系统，由此为海洋应用的不同种类的北斗接收机信号处理提供测试的系统硬件平台。
[0005]为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种基于北斗中频信号采集的卫星导航测试系统，其特征在于，该系统包括相互进行数据传输的北斗中频信号采集器以及北斗基带信号处理器，其中北斗中频信号采集器包括依次连接的射频前端模块、射频前端数据处理模块、A/D采样模块以及数据传输模块。
[0006]进一步地，所述射频前端模块包括依次连接的北斗天线、两级低噪声放大器以及带通滤波器。
[0007]进一步地，所述射频前端数据处理模块包括正交解调器以及与其相连为其提供振荡源的射频本振频综。
[0008]总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，由此能够取得下列有益效果:能够对北斗射频信号进行信号采集，并转换为数字中频数据流作为卫星导航测试的信号源，将此信号源输入至后续的北斗基带信号处理器进行信息的解算处理，由此实现北斗信号处理的测试工作。
【附图说明】
[0009]图1是按照本实用新型实现的卫星导航测试系统的整体结构示意图；
[0010]图2是按照本实用新型实现的卫星导航测试系统中的北斗中频信号采集器的模块结构示意图；
[0011]图3是按照本实用新型实施例一实现的卫星导航测试系统中的北斗中频信号采集器的模块细节结构示意图；
[0012]图4是按照本实用新型实施例一实现的卫星导航测试系统中的北斗基带信号处理器的模块结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0014]按照本实用新型实现的测试系统，主要包括如下两个部分:如图1所示，本实用新型涉及的导航测试系统包括相互进行数据传输的北斗中频信号采集器以及北斗基带信号处理器。
[0015]如图2所示，是按照本实用新型实现的北斗中频信号采集器的系统组成示意图，其中北斗中频信号采集器主要完成对北斗射频信号的高速采集与处理，其具体包括相互连接的RF射频前端、RF射频前端数据处理、A/D模块以及数据传输模块，A/D模块完成数据的采样和量化，数据传输模块主要提供数据传输的协议以及接口。
[0016]实施例一
[0017]如图3所示的部分，是具体的北斗中频信号采集模块的细节示意图，按照本实施例实现的北斗中频信号采集器，该采集器主要包括如下部分:
[0018]!、RF前端模块
[0019]RF前端模块设计主要包括采集信号的北斗二代BI天线，以及与其相连的两级前端低噪放LNA，其中前端低噪放芯片选择型号为HMC476SC70的芯片，在两级LNA输出后接入一级射频带通滤波器(声表滤波器SAW)，实际测试中每级LNA达到15dB的增益，两级LNA联合增益30dB左右，实际通道中计入两级SAW插损，末级PI型匹配网络衰减，线路和接头插损等，共计约1dB的损耗，实际两级低噪放级联获得20dB的增益。
[0020]2、RF前端数据处理
[0021]其中该RF前端数据处理选用芯片AD8347做为主模块，AD8347是一款单芯片、宽带2.7GHz正交解调器，并且采用具体型号为SI4133为其提供射频本振频综芯片，此射频本振频综芯片包含3路PLL锁相环路，每路PLL由H)相位检测器、LF环路滤波器、VCO压控振荡器和可编程分频器构成。采用1MHz IPPM温补晶振做为基准频率源，射频输出通过LC串联匹配网络匹配到负载，第一射频通道的外部电感的范围是O?4.6nH，第二射频通道的外部电感的范围是0.3nH?6.2nH。
[0022]3、A/D采样模块
[0023]其中A/D采样模块设置于RF前端数据处理之后进行数据采样，实际板上AD采用Analog Device公司的型号为AD9233-125芯片，是一款单芯片、12位、125MSPS模数转换器ADC，采用1.8V单电源供电，内置一个高性能采样保持放大器SHA和片内基准电压源，最高采样率可达125MHz，12位分辩率，模拟带宽最高可达650MHz，可做射频直接带通采样，采用差分驱动时，AD9233能够实现最佳性能。模拟中频信号经电容交流耦合后进入放大通道。
[0024]4、数据传输模块
[0025]其中数据传输模块包括数据的前端处理以及接口处理，其中前端处理是将经A/D采样模块传输的数据传输至作为数据传输模块的FPGA，这里需要注意的是FPGA的时钟接口，其内部的PLL输入需要专用时钟引脚输入，其中将FPGA的数据处理后传输至USB2.0接口准备对数据处理将其传输至北斗基带信号处理器，其中USB2.0接口采用CY7C68013-56接口芯片。
[0026]其中如图4所示，为按照本发明实现的北斗基带信号处理器的模块组成结构示意图，其中，北斗基带信号处理器从中频信号采集器中通过捕获模块采集相应的数据，并且将捕获的信号输入跟踪模块，该跟踪模块主要包括码跟踪环及载波跟踪环，北斗基带信号处理器主要用于对上述北斗中频信号采集器输送过来的信号进行处理，其中并且该处理器主要完成数据处理，各通道(各通道指的是接收的多颗卫星信号通道)的初始化，各通道超前、即时和滞后相关值的读取和存储，载波跟踪环和码跟踪环的环路控制和性能测试从而确保数据处理的可靠性，TIC时刻观测数据的读取和存储，载波相位辅助伪距平滑处理，跟踪多普勒kalman滤波处理，信号帧数据的读取和导航电文解析、卫星定位解算和速度求解、串口协议的组帧和解帧等各种数据接收处理计算等各项功能，其中上述的北斗基带信号处理器各模块集成于一颗DSP或者是可编程逻辑芯片中，通过与电源，逻辑程序的配合完成上述处理。
[0027]其中在北斗中频信号采集器采集完成信号之后，采用北斗基带信号处理器进行信号的处理，由此数据处理的过程提取出卫星导航的测试数据信息来进行测试信息处理，此数据处理过程采用与现有技术中相同的数据过程并且选用数据处理芯片即可，在此不再赘述数据的详细处理过程。
[0028]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于北斗中频信号采集的卫星导航信号测试系统，其特征在于，该系统包括相互电连接的北斗中频信号采集器以及北斗基带信号处理器，其中北斗中频信号采集器包括依次连接的射频前端模块、射频前端数据处理模块、A/D采样模块以及数据传输模块。2.如权利要求1所述的基于北斗中频信号采集的卫星导航信号测试系统，其特征在于，所述射频前端模块包括依次连接的北斗天线、两级低噪声放大器以及带通滤波器。3.如权利要求2所述的基于北斗中频信号采集的卫星导航信号测试系统，其特征在于，所述射频前端数据处理模块包括正交解调器以及与其相连为其提供振荡源的射频本振频综。
【文档编号】G01S19/23GK205562813SQ201620113602
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年2月4日
【发明人】汪捷, 马曲立, 李川章, 钟斌, 王 忠, 陈海岳, 纪兵, 李厚朴
【申请人】中国人民解放军海军工程大学