Gnss双系统卫星导航接收机的下变频单元的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种GNSS双系统卫星导航接收机的下变频单元，包括数路GNSS下变频通道以及本振信号产生电路，所述GNSS下变频通道包括混频器及一个双通道滤波器，所述混频器用于将接收的GPS信号、Glonass信号下变频后得到的GPS中频信号、Glonass中频信号，所述双通道滤波器的两个通带带宽分别选通GPS、Glonass信号下变频后的中频信号，所述本振信号产生电路用于为每一路GNSS下变频通道提供特定频率的本振信号。本实用新型采用GPS和Glonass共用下变频射频通道，为整机减少了四个下变频通道，节约了一半的AD采样信号和FPGA处理芯片的资源，节约了体积和功耗。
【专利说明】GNSS双系统卫星导航接收机的下变频单元
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于卫星导航领域，具体应用于导航接收机中，尤其是用于GPS、 Glonass双系统卫星导航接收机，具体涉及一种GNSS双系统卫星导航接收机的下变频单 J Li 〇
【背景技术】
[0002] GNSS 的全称是全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System), 它是泛指所有的卫星导航系统，包括全球的、区域的和增强的，如美国的GPS、俄罗斯的 Glonass、欧洲的Galileo、中国的北斗卫星导航系统，以及相关的增强系统，如美国的WAAS (广域增强系统)、欧洲的EGN0S (欧洲静地导航重叠系统）和日本的MSAS (多功能运输卫星 增强系统）等，还涵盖在建和以后要建设的其他卫星导航系统。
[0003] 常用的卫星导航接收机天线为固定方向图天线，它不考虑卫星的方位，在接收来 自空中的所有导航信号的同时，也接收其覆盖频段的所有干扰信号，当干扰强度超过接收 机的容忍限度时，将严重影响接收机性能，使其设计功能无法实现。自适应调零天线又叫做 自适应可控方向图天线，在实际工作中，其阵列单元的物理位置是固定的，它通过阵列信号 处理，在空域中分辨出千扰信号的来向，自适应地改变天线的方向图，当干扰信号和有用信 号来向不同时，将零陷方向对准千扰信号，充分抑制干扰，提高信干噪比。
[0004] 自适应抗千扰调零处理系统主要由天线阵面、信道、自适应处理模块和电源模块 四部分组成。它采用包括多个阵元的天线阵，阵中各天线单元经各自通道混频、中放、中频 采样后与一个自适应数字信号处理器相联，信号处理器对从各天线通道送过来的信号进行 处理后，对各阵元接收的信号进行相应的幅度增益和相移的加权调节，从而在总的天线阵 的方向图中产生对着干扰源方向的零点，以抑制或降低干扰的性能。最后将抑制干扰后的 合成信号输出，送入后端的导航定位处理机。
[0005] 传统的设计方案是每个系统采用一个调零天线处理器，即GPS和Glonass同时需 要抗干扰时，则分别独立两套自适应调零天线体系，独立工作。四阵元抗干扰天线设计，则 即分别接收四阵元有源天线收到的GPS信号和Glonass进行下变频处理，随后分别进行AD 采样送给FPGA芯片进行抗千扰处理。具体框图如图1所示。对于两个系统而言，每个四阵 元调零天线需要采用四个下变频通道，两个系统则需要八个下变频通道。后端AD采样芯片 个数和FPGA处理芯片的资源也随之加大。这种设计方案存在的缺陷包括功耗大，体积大， 无法适应小尺寸需求。 实用新型内容
[0006] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种GNSS双系统卫星导航接收机的下变 频单元，该GNSS双系统卫星导航接收机的下变频单元主要克服了现有技术中分别接收GPS 信号和Glonass信号进行下变频处理带来的功耗大，尺寸体积大以及带来的后续处理资源 使用多等技术问题。
[0007] 本实用新型公开的GNSS双系统卫星导航接收机的下变频单元，包括数路GNSS下 变频通道以及本振信号产生电路，所述GNSS下变频通道包括混频器及一个第二滤波单元， 所述混频器的两个输入端口分别作为GNSS下变频通道的信号输入端口接收GNSS有源天线 模块的输出信号以及作为本振信号输入端口接本振信号，所述混频器用于将接收的GPS信 号、Glonass信号下变频后得到的GPS中频信号、Glonass中频信号，所述第二滤波单元包 含两个通带分别选通GPS、Glonass信号下变频后的中频信号，第二滤波单元的滤波输出作 为下变频单元的输出连接后续的信号处理模块，所述本振信号产生电路用于为每一路GNSS 下变频通道提供特定频率的本振信号。
[0008] GPS、GLonas信号的频带范围分别为1 575. 42M = L023Vi与1602M-1610MHZ，采用频率为1523MHz的本振信号时，下变频后的中频信号的频 带范围为52. 42M ri,〇23M和79M-87MHz，第二滤波单元即选通上述两个频带范围滤除带外 千扰。
[0009] 整个处理过程，利用了 GPS和Glonass信号频带相邻较近的特点，通过设计加入双 通道滤波器的，使得GPS和Glonass互不影响，送给AD采样芯片和FPGA抗干扰芯片，本实 用新型通过采用上述技术方案中GPS和Glonass共用下变频射频通道的方式，对于整个接 收机系统而言，整个减少了四个下变频通道,节约了一半的AD采样信号和FPGA处理芯片的 资源，节约了体积和功耗。
[0010] 而且上述技术方案本身不同于以往的二次变频方式，采用了仅一个混频器变频的 一次变频方式以及后续配套的滤波放大电路，缩小了芯片体积，大大降低了功耗，特别适合 于微型接收机使用。
[0011] 进一步的，所述本振信号产生电路包括温补晶振、频率源、功分器，所述温补晶振 产生的时钟信号经过频率源产生得到频率为i 523MHz的原始本振信号，原始本振信号通过 功分器分出多路本振信号分别为每一路GNSS下变频通道的混频器提供本振信号。
[0012] 进一步的，所述混频器采用型号为AD5365芯片。上述型号为AD公司现有芯片型 号，其具体电路组成及应用方式记载于文献AD53 65芯片应用手册。
[0013] 进一步的，所述第二滤波单元为双通道滤波器，所述第二滤波单元的输入端包括 双通滤波第一输入线、所述双通道滤波器的输出端包括双通滤波第一输出线，
[0014] 所述双通滤波第一输入线与双通滤波第一输出线之间连接有依次串联的双通滤 波第一支路、双通滤波第二支路、双通滤波第三支路、双通滤波第四支路、双通滤波第五支 路，
[0015] 双通滤波第一支路与双通滤波第一输入线的接点与地线之间连接有双通滤波第 六支路，双通滤波第一支路与双通滤波第二支路之间的接点与地线之间连接有双通滤波第 七支路，双通滤波第二支路与双通滤波第三支路之间的接点与地线之间连接有双通滤波第 八支路，双通滤波第三支路与双通滤波第四支路之间的接点与地线之间连接有双通滤波第 九支路，双通滤波第四支路与双通滤波第五支路之间的接点与地线之间连接有双通滤波第 十支路，
[0016] 所述双通滤波第一支路包括串联的第一电感与第一电容，所述双通滤波第二支路 包括串联的第二电容和第二电感，所述双通滤波第三支路包括并联的第三电容与第三电 感，所述双通滤波第四支路包括并联的第四电容与第四电感，所述双通滤波第五支路包括 并联的第五电容与第五电感，所述双通滤波第六支路包括并联的第六电容与第六电感，所 述双通滤波第七支路包括并联的第七电容与第七电感，所述双通滤波第八支路包括并联的 第八电容与第八电感，所述双通滤波第九支路包括串联的第九电容与第九电感，所述双通 滤波第十支路包括串联的第十电容与第十电感。
[0017] 此为优选的第二滤波单元技术方案，元器件选用方便，电路结构设计合理有利于 控制两个带宽的滤波，滤波效果好。
[0018] 进一步的，双通滤波第一输入线与地线之间的特性阻抗为50欧姆，双通滤波第一 输出线与地线之间的特性阻抗为50欧姆，所述第一电感的电感值为270nH，所述第一电容 的电容值为20pF，所述第二电感的电感值为270nH，所述第二电容的电容值为20pF，所述第 三电感的电感值为24nH，所述第三电容的电容值为270pF，所述第四电感的电感值为75nH, 所述第四电容的电容值为82pF，所述第五电感的电感值为24nH，所述第五电容的电容值为 270pF，所述第六电感的电感值为60nH，所述第六电容的电容值为160 PF，所述第七电感的 电感值为36nH，所述第七电容的电容值为160pF，所述第八电感的电感值为60nH，所述第八 电容的电容值为91pF，所述第九电感的电感值为240nH，所述第九电容的电容值为24pF，所 述第十电感的电感值为240nH，所述第十电容的电容值为24pF。
[0019] 上述取值为优选的取值方式，各元件的取值允许有一定的偏差，电感偏差最大允 许在5%的误差范围内，电容偏差最大允许在2%的误差范围内，上述优选的取值使得电路滤 波效果好。
[0020] 进一步的，还包括第一滤波单元，所述第一滤波单元的通路带宽包含了 GPS、 Glonass信号下变频后的中频信号的频带范围。GPS、GLonas信号的频带范围分别为 I575· 4^:::10231?与l6〇2M-l610MHz,采用频率为l523MHz的本振信号时，下变频后的中 频信号的频带范围为52· 42Mil:,〇23震和79M-87MHZ,故带通滤波器的通带范围至少包括 (52. 42-1. 〇23) MHz 至 87MHz 的频带范围。
[0021] 进一步的，所述第一滤波单元为带通滤波器，其所述第一滤波单元的输入端包括 带通滤波第一输入线，所述第一滤波单元的输出端包括带通滤波第一输出线，
[0022]所述带通滤波第一输入线与带通滤波第一输出线之间连接有依次串联的带通滤 波第一支路、带通滤波第二支路，带通滤波第一支路与带通滤波第一输入线的接点与地线 之间连接有带通滤波第三支路，带通滤波第一支路与带通滤波第二支路的接点与地线之间 连接有带通滤波第四支路，带通滤波第二支路与带通滤波第一输出线的接点与地线之间连 接有带通滤波第五支路，
[0023]所述带通滤波第一支路包括串联的第十一电感与第十一电容，所述带通滤波第二 支路包括串联的第十二电感与第十二电容，所述带通滤波第三支路包括并联的第十三电感 与第十三电容，所述带通滤波第四支路包括并联的第十四电感与第十四电容，所述带通滤 波弟五支路包括并联的第十五电感与第十五电容，
[0024]带通滤波第一输入线与地线之间的特性阻抗为5〇欧姆，带通滤波第一输出线与 地线之间的特性阻抗为5〇欧姆，所述第^一电感的电感值为270nH，所述第i^一电容的电 容值为20pF，所述第十二电感的电感值为 270nH，所述第十二电容的电容值为2〇pF，所述第 十三电感的电感值为56nH，所述第十三电容的电容值为100PF，所述第十四电感的电感值 为36nH，所述第十四电容的电容值为160pF，所述第十五电感的电感值为56nH,所述第十五 电容的电容值为l〇〇pF。
[0025] 此为优选的第一滤波单元电路结构及取值，元器件选用方便，电路结构设计合理 有利于控制两个带宽的滤波，各元件的取值允许有一定的偏差，电感偏差最大允许在5%的 误差范围内，电容偏差最大允许在2%的误差范围内，上述优选的取值保证电路滤波效果最 佳。
[0026] 进一步的，所述GNSS下变频通道中还包括第一中频放大器、第二中频放大器，所 述第一中频放大器采用芯片型号为AD5531的放大器，所述第二中频放大器采用芯片型号 为AD8352的放大器。以上型号均为AD公司现有芯片型号，其具体电路组成及应用方式记 载于文献AD5531芯片应用手册和文献AD8352芯片应用手册中。所述第一中频放大器用于 第一级放大，放大混频器的输出，所述第二中频放大器用于第二级放大，放大带通滤波器的 输出。
[0027] 进一步的，电路板上设置每一下变频通道的区域外均设置有用于隔离的金属腔 体。由于小尺寸设计的情况下，下变频通道之间的会存在相当的电气耦合情况，
[0028] 现将每个通道的器件装在一个独立的腔体内，以避免通道间的相互干扰，达到一 定的隔离效果。
[0029] 进一步，所述下变频通道的数量优选为四个。下变频通道的数量为四个为优选的 常用设计，具有保证兼容性更好的配合后续芯片连续工作等有益效果。
[0030] 上述各个单元之间输入端与输出端之间的连接方式为SMA接插件连接以保证标 准化、小型化、低损耗、低失真。
[0031] GPS信号的中心频率为I575· 52M，带宽为2M，Glonass信号中心频率为1602M，带宽 为8M。GNSS有源天线同时接收GPS、Glonass的卫星导航信号并进行滤波放大。随后，对收 到的GPS和Glonass信号同时进行下边频处理，为减少噪声影响，不产生频谱混叠，对GNSS 信号采用双通道滤波器，分别滤出有用的GPS和Glonass信号。随后送给信号处理板进行 抗干扰处理。
[0032] 整个处理过程，利用了 GPS和Glonass信号频带相邻较近的特点，通过设计加入双 通道滤波器的，使得GPS和Glonass互不影响，送给AD采样芯片和FPGA抗干扰芯片，本实 用新型通过采用上述技术方案中GPS和Glonass共用下变频射频通道的方式，对于整个接 收机系统而言，整个减少了四个下变频通道，节约了 一半的AD采样信号和FPGA处理芯片的 资源，节约了体积和功耗。
[0033] 而且上述技术方案本身不同于以往的二次变频方式，采用了仅一个混频器变频的 一次变频方式以及后续配套的滤波放大电路，缩小了芯片体积，大大降低了功耗，特别适合 于微型接收机使用。
【专利附图】
【附图说明】
[0034] 图1为现有技术中下变频单元独立的GPS和Glonass双系统卫星导航接收机的系 统原理图；
[0035] 图2为本实用新型所述GNSS双系统卫星导航接收机的下变频单元所应用于GNSS 双系统卫星导航接收机时的整体系统原理图；
[0036]图3为本实用新型所述GNSS双系统卫星导航接收机的下变频单元实施例i的结 构框图；
[0037]图4为本实用新型所述GNSS双系统卫星导航接收机的下变频单元的第一滤波单 元的电路图；
[0038]图5为本实用新型所述GNSS双系统卫星导航接收机的下变频单元的第二滤波单 元的电路图；
[0039]图6为本实用新型所述GNSS双系统卫星导航接收机的下变频单元的第一滤波单 元的S21、S22参数随频率变化图；
[0040]图7为本实用新型所述GNSS双系统卫星导航接收机的下变频单元的第二滤波单 元的S21、S22参数随频率变化图。
[0041] 附图中标记及相应的零部件名称：
[0042] 11a-双通滤波第一输入线 12a-双通滤波第一输出线lib-带通滤波第 一输入线12b-带通滤波第一输出线101_混频器102_第一放大器1〇3_带通滤波 器104-第二放大器105-双通道滤波器1011-第一电感1012-第一电容1021-第 二电感1〇22-第二电容1031-第三电感1032-第三电容1041-第四电感1042-第四 电容1051-第五电感1052-第五电容1〇 61_第六电感1062-第六电容1071-第 七电感1072-第七电容1081-第八电感1〇82_第八电容1091-第九电感1092-第九电 容1101-第十电感1102-第十电容1111-第^^一电感1112-第^^一电容1121-第 十二电感1122-第十二电容1131-第十三电感1132-第十三电容1141-第十四电感 114 2_第十四电容1151-第十五电感1152-第十五电容
[0043] 21a-第一滤波单元S11参数随频率变化曲线21b-第一滤波单元S21参数随频 率变化曲线22a-第二滤波单元S11曲线参数随频率变化22b-第二滤波单元S21参数随频 率变化曲线。
【具体实施方式】
[0044] 下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步地的详细说明，但本实用新型的 实施方式不限于此。
[0045] 如图1所示为现有技术中GPS和Glonass下变频单元独立的接收机系统原理图， 其中现有技术在对GPS/Glonass信号进行下变频时是分开处理的，因此对于四路低噪放天 线，分别需要四个GPS下变频通道与四个Glonass下变频通道，同时后续的A/D模块与信号 处理模块相应的需要8路来分别处理每一下变频通道。
[0046] 图2所示为本实用新型所述下变频单元所应用于GNSS双系统卫星导航接收机时 的整体系统原理图，与图1中现有技术相比，将四个GPS下变频通道与四个Glonass下变频 通道用四个GNSS下变频通道来代替，因此减少的一半的下变频通道芯片及器件，同时节约 了一半的后续A/D资源及信号处理所使用的FPGA资源。
[0047] 图3为本实用新型所述下变频单元实施例1的结构框图，包括四路GNSS下变频通 道以及本振信号产生电路，所述GNSS下变频通道包括混频器、第一中频放大器、第一滤波 单元、第二中频放大器、第二滤波单元，所述混频器输出口接第一中频放大器输入端口，所 述第一中频放大器输出端口接第一滤波单元输入端口，第一滤波单元输出端口接第二中频 放大器输入端口，第二中频放大器输出端口接第二滤波单元输入端口，所述混频器的两个 输入端口分别作为GNSS下变频通道的输入端口接GNSS有源天线模块的输出端口以及作为 本振信号输入端口接本振信号，所述第二滤波单元的输出端口作为 GNSS下变频通道的输 出端口连接后续的信号处理模块；所述本振信号产生电路用于为每一路6吧 §下变频通道 提供的本振信号。所述本振信号产生电路包括温补晶振、频率源、功分器，所述温补晶振产 生的时钟信号经过频率源产生得到频率为1523MHz的原始本振信号，原始本振信号通过功 分器分出多路本振信号分别为每一路GNSS下变频通道的混频器提供本振信号；第一中频 放大器采用芯片型号为AD5531的放大器，第二中频放大器采用芯片型号为AD8352的放大 器，以上型号均为AD公司现有芯片型号，以上型号均为AD公司现有芯片型号，其具体电路 组成及应用方式记载于文献AD5531芯片应用手册和文献AD8352芯片应用手册中。所述第 一中频放大器用于第一级放大，放大混频器的输出，所述第二中频放大器用于第二级放大， 放大带通滤波器的输出。所述混频器采用型号为AD5365芯片，上述型号为AD公司现有芯 片型号，其具体电路组成及应用方式记载于文献AD5365芯片应用手册中。第一滤波单元为 带通滤波器，其通路带宽包含了 GPS、Glonass信号下变频后的中频信号的频带范围。GPS、 GLonas信号的频带范围分别为1575. 42M二L02:3;M与1602M-1610MHZ,采用频率为1523MHz 的本振信号时，下变频后的中频信号的频带范围为52. 42M 1.0?濟Μ和79M-87MHz。
[0048] 如图4所示为本实用新型所述GNSS双系统卫星导航接收机的下变频单元的第一 滤波单元的电路图，所述第一滤波单元为带通滤波器采用LC滤波结构，所述第一滤波单元 的输入端包括带通滤波第一输入线11b，所述第一滤波单元的输出端包括带通滤波第一输 出线12b,
[0049] 所述带通滤波第一输入线lib与带通滤波第一输出线1?之间连接有依次串联的 带通滤波第一支路、带通滤波第二支路，带通滤波第一支路与带通滤波第一输入线的接点 与地线之间连接有带通滤波第三支路，带通滤波第一支路与带通滤波第二支路的接点与地 线之间连接有带通滤波第四支路，带通滤波第二支路与带通滤波第一输出线的接点与地线 之间连接有带通滤波第五支路，
[0050] 所述带通滤波第一支路包括串联的第^^一电感1111与第^^一电容1112,所述带 通滤波第二支路包括串联的第十二电感1121与第十二电容1122,所述带通滤波第三支路 包括并联的第十三电感1131与第十三电容II32,所述带通滤波第四支路包括并联的第 十四电感1141与第十四电容1142,所述带通滤波第五支路包括并联的第十五电感 1151与 第十五电容1152，
[0051]带通滤波第一输入线与地线之间的特性阻抗为50欧姆，带通滤波第一输出线与 地线之间的特性阻抗为50欧姆，所述第^^一电感的电感值为270nH，所述第十一电容的电 容值为20pF，所述第十二电感的电感值为270nH，所述第十二电容的电容值为20pF，所述第 十三电感的电感值为56nH，所述第十三电容的电容值为i〇〇 pF，所述第十四电感的电感值 为36nH，所述第十四电容的电容值为ie〇pF，所述第十五电感的电感值为 56nH，所述第十五 电容的电容值为100pF。
[0052]此为优选的第一滤波单元电路结构及取值，元器件选用方便，电路结构设计合理 有利于控制两个带宽的滤波，各元件的取值允许有一定的偏差，电感偏差最大允许在5%的 误差范围内，电容偏差最大允许在2%的误差范围内，上述优选的取值保证电路滤波效果最 佳。
[0053]第二滤波单元为双通道滤波器，其两个通带带宽分别选通GPS、Glonass信 号下变频后的中频信号。GPS、GLonas信号的频带范围分别为1575. 42M 士l.P|M与 1602M-miOMHz，采用频率为1523MHZ的本振信号时，下变频后的中频信号的频带范围为 52.42M±l.〇23M和79M-87MHz，第二滤波单元即选通上述两个频带范围滤除带外干扰。
[0054]图6为本实用新型所述GNSS双系统卫星导航接收机的下变频单元的第一滤波单 元的S21、S22参数随频率变化图；图6所示，两条曲线分别表示第一滤波单元S11参数随频 率变化曲线21a，第一滤波单元S21参数随频率变化曲线21b，第一滤波单元主要参数如下： 频率范围是50-90M ;通带内的插损S21小于3dB ;通带内的回波损耗S11小于10dB。
[0055] 如图5所示为本实用新型所述GNSS双系统卫星导航接收机的下变频单元的第二 滤波单元的电路图，第二滤波单元采用高阶LC滤波原理，所述第二滤波单元的输入端包括 双通滤波第一输入线、所述双通道滤波器的输出端包括双通滤波第一输出线，所述双通滤 波第一输入线与双通滤波第一输出线之间连接有依次串联的双通滤波第一支路、双通滤波 第二支路、双通滤波第三支路、双通滤波第四支路、双通滤波第五支路，
[0056] 双通滤波第一支路与双通滤波第一输入线的接点与地线之间连接有双通滤波第 六支路，双通滤波第一支路与双通滤波第二支路之间的接点与地线之间连接有双通滤波第 七支路，双通滤波第二支路与双通滤波第三支路之间的接点与地线之间连接有双通滤波第 八支路，双通滤波第三支路与双通滤波第四支路之间的接点与地线之间连接有双通滤波第 九支路，双通滤波第四支路与双通滤波第五支路之间的接点与地线之间连接有双通滤波第 十支路，
[0057] 所述双通滤波第一支路包括串联的第一电感1011与第一电容1012,所述双通滤 波第二支路包括串联的第二电容1021和第二电感1022,所述双通滤波第三支路包括并联 的第三电容1031与第三电感1032,所述双通滤波第四支路包括并联的第四电容1041与第 四电感1042,所述双通滤波第五支路包括并联的第五电容1051与第五电感1052,所述双通 滤波第六支路包括并联的第六电容1061与第六电感1062,所述双通滤波第七支路包括并 联的第七电容1071与第七电感1072,所述双通滤波第八支路包括并联的第八电容1081与 第八电感1082,所述双通滤波第九支路包括串联的第九电容1091与第九电感1092,所述 双通滤波第十支路包括串联的第十电容1101与第十电感1102。此为优选的第二滤波单元 技术方案，元器件选用方便，电路结构设计合理有利于控制两个带宽的滤波，滤波效果好。 双通滤波第一输入线与地线之间的特性阻抗为50欧姆，双通滤波第一输出线与地线之间 的特性阻抗为50欧姆，所述第一电感的电感值为270nH，所述第一电容的电容值为20pF， 所述第二电感的电感值为270nH，所述第二电容的电容值为20pF，所述第三电感的电感值 为24nH，所述第三电容的电容值为270pF，所述第四电感的电感值为75nH，所述第四电容的 电容值为82pF，所述第五电感的电感值为24ηΗ，所述第五电容的电容值为270pF，所述第六 电感的电感值为60nH，所述第六电容的电容值为160pF，所述第七电感的电感值为36nH，所 述第七电容的电容值为160pF，所述第八电感的电感值为60nH，所述第八电容的电容值为 91pF，所述第九电感的电感值为240nH，所述第九电容的电容值为24pF，所述第十电感的电 感值为240nH，所述第十电容的电容值为24pF。上述取值为优选的取值方式，各元件的取值 允许有一定的偏差，电感偏差最大允许在5%的误差范围内，电容偏差最大允许在2%的误差 范围内，上述优选的取值使得电路滤波效果好。
[0058] 图7为本实用新型所述GNSS双系统卫星导航接收机的下变频单元的第二滤波单 元的S21、S22参数随频率变化图，如图7所示，横纵坐标分别为频率与幅度，两条曲线分 别表示第二滤波单元S11参数随频率变化曲线22a，第二滤波单元S21参数随频率变化曲 线22b，第二滤波单元的主要参数如下，第一通带的频率范围是50-5现，第一通带内的插损 S21小于4dB，第一通带内的回波损耗小于l3dB，第二通带内的频率范围是81-90M，第二通 带内的插损S21小于4dB，第二通带内的回波损耗S11小于15dB。
[0059] 所述电路板上设置每一下变频通道的区域外均设置有用于隔离的金属腔体。由于 小尺寸设计的情况下，下变频通道之间的会存在相当的电气耦合情况，现将每个通道的器 件装在一个独立的腔体内，以避免通道间的相互干扰，达到一定的隔离效果。
[0060] 所述下变频通道的数量优选为四个。下变频通道的数量为四个为优选的常用设 计，具有保证兼容性更好的配合后续芯片连续工作等有益效果。
[0061] 上述各个单元之间输入端与输出端之间的连接方式为SMA接插件连接以保证标 准化、小型化、低损耗、低失真。
[0062] 本实用新型中，利用GPS、Glonass信号频带相近的特点，在隔离通道中采用中频 本振频率对接收信号混频下变频至一个较低的频带后，设计加入合适的双通道滤波器来获 得两路信号下变频后的信号，从而使得GPS下变频通道与Glonass下变频通道使用一个 GNSS通道实现，配以合适的放大电路以及滤波电路来保证信号的强度以及滤除多余的杂波 最大限度的保留信号的有效信息后传递给后续信号处理单元处理。
[0063] 本实用新型通过采用上述技术方案中GPS和Glonass共用下变频射频通道的方 式，对于整个接收机系统而言，整个减少了四个下变频通道，节约了一半的AD采样信号和 FPGA处理芯片的资源，节约了体积和功耗。而且上述技术方案本身不同于以往的二次变频 方式，采用了仅一个混频器变频的一次变频方式以及后续配套的滤波放大电路，缩小了芯 片体积，大大降低了功耗，特别适合于微型接收机使用。
[0064] 对于各个电路支路的组成的保护范围不应仅限于上述表述的支路组成方式，达到 同样效果的常用等效电路替换应该处于本实用新型保护范围内，如升压第四支路中串联的 第二十电阻与第二十一电阻是为了便于采用标准阻值，也可以采用一个单独的电阻或者任 何其他形式达到同样阻值效果的电阻组合。
[0065]采用前文所述的为本实用新型的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施 方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意 叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述实用新型人的实用 新型验证过程，并非用以限制本实用新型的专利保护范围，本实用新型的专利保护范围仍 然以其权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化， 同理均应包含在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1. 一种GNSS双系统卫星导航接收机的下变频单元，其特征在于，包括数路GNSS下变 频通道以及本振信号产生电路，所述GNSS下变频通道包括混频器及一个第二滤波单元，所 述混频器的两个输入端口分别作为GNSS下变频通道的信号输入端口接收GNSS有源天线 模块的输出信号以及作为本振信号输入端口接本振信号，所述混频器用于将接收的GPS信 号、Glonass信号下变频后得到的GPS中频信号、Glonass中频信号，所述第二滤波单元包 含两个通带分别选通GPS、Glonass信号下变频后的中频信号，第二滤波单元的滤波输出作 为下变频单元的输出连接后续的信号处理模块，所述本振信号产生电路用于为每一路GNSS 下变频通道提供特定频率的本振信号。
2. 如权利要求1所述GNSS双系统卫星导航接收机的下变频单元，其特征还在于，所述 本振信号产生电路包括温补晶振、频率源、功分器，所述温补晶振产生的时钟信号经过频率 源产生得到频率为1523MHz的原始本振信号，原始本振信号通过功分器分出多路本振信号 分别为每一路GNSS下变频通道的混频器提供本振信号。
3. 如权利要求1所述GNSS双系统卫星导航接收机的下变频单元，其特征还在于，所述 混频器采用型号为AD5365芯片。
4. 如权利要求1所述GNSS双系统卫星导航接收机的下变频单元，其特征还在于，所述 第二滤波单元为双通道滤波器，所述第二滤波单元的输入端包括双通滤波第一输入线、所 述双通道滤波器的输出端包括双通滤波第一输出线， 所述双通滤波第一输入线与双通滤波第一输出线之间连接有依次串联的双通滤波第 一支路、双通滤波第二支路、双通滤波第三支路、双通滤波第四支路、双通滤波第五支路， 双通滤波第一支路与双通滤波第一输入线的接点与地线之间连接有双通滤波第六支 路，双通滤波第一支路与双通滤波第二支路之间的接点与地线之间连接有双通滤波第七支 路，双通滤波第二支路与双通滤波第三支路之间的接点与地线之间连接有双通滤波第八支 路，双通滤波第三支路与双通滤波第四支路之间的接点与地线之间连接有双通滤波第九支 路，双通滤波第四支路与双通滤波第五支路之间的接点与地线之间连接有双通滤波第十支 路， 所述双通滤波第一支路包括串联的第一电感与第一电容，所述双通滤波第二支路包括 串联的第二电容和第二电感，所述双通滤波第三支路包括并联的第三电容与第三电感，所 述双通滤波第四支路包括并联的第四电容与第四电感，所述双通滤波第五支路包括并联的 第五电容与第五电感，所述双通滤波第六支路包括并联的第六电容与第六电感，所述双通 滤波第七支路包括并联的第七电容与第七电感，所述双通滤波第八支路包括并联的第八电 容与第八电感，所述双通滤波第九支路包括串联的第九电容与第九电感，所述双通滤波第 十支路包括串联的第十电容与第十电感。
5. 如权利要求4所述GNSS双系统卫星导航接收机的下变频单元，其特征还在于，双通 滤波第一输入线与地线之间的特性阻抗为50欧姆，双通滤波第一输出线与地线之间的特 性阻抗为50欧姆，所述第一电感的电感值为270nH，所述第一电容的电容值为20pF，所述第 二电感的电感值为270nH，所述第二电容的电容值为20pF，所述第三电感的电感值为24nH， 所述第三电容的电容值为270pF，所述第四电感的电感值为75nH，所述第四电容的电容值 为82pF，所述第五电感的电感值为24nH，所述第五电容的电容值为270pF，所述第六电感的 电感值为60nH，所述第六电容的电容值为160pF，所述第七电感的电感值为36nH，所述第七 电容的电容值为160pF，所述第八电感的电感值为60nH，所述第八电容的电容值为91pF，所 述第九电感的电感值为240nH，所述第九电容的电容值为24pF，所述第十电感的电感值为 240nH，所述第十电容的电容值为24pF。
6. 如权利要求1所述GNSS双系统卫星导航接收机的下变频单元，其特征还在于，还包 括第一滤波单元，所述第一滤波单元的通路带宽包含了 GPS、Glonass信号下变频后的中频 信号的频带范围。
7. 如权利要求6所述GNSS双系统卫星导航接收机的下变频单元，其特征还在于，所述 第一滤波单元为带通滤波器，其所述第一滤波单元的输入端包括带通滤波第一输入线，所 述第一滤波单元的输出端包括带通滤波第一输出线， 所述带通滤波第一输入线与带通滤波第一输出线之间连接有依次串联的带通滤波第 一支路、带通滤波第二支路，带通滤波第一支路与带通滤波第一输入线的接点与地线之间 连接有带通滤波第三支路，带通滤波第一支路与带通滤波第二支路的接点与地线之间连接 有带通滤波第四支路，带通滤波第二支路与带通滤波第一输出线的接点与地线之间连接有 带通滤波第五支路， 所述带通滤波第一支路包括串联的第十一电感与第十一电容，所述带通滤波第二支路 包括串联的第十二电感与第十二电容，所述带通滤波第三支路包括并联的第十三电感与第 十三电容，所述带通滤波第四支路包括并联的第十四电感与第十四电容，所述带通滤波第 五支路包括并联的第十五电感与第十五电容， 带通滤波第一输入线与地线之间的特性阻抗为50欧姆，带通滤波第一输出线与地线 之间的特性阻抗为50欧姆，所述第^^一电感的电感值为270nH，所述第^^一电容的电容值 为20pF，所述第十二电感的电感值为270nH，所述第十二电容的电容值为20pF，所述第十三 电感的电感值为56nH，所述第十三电容的电容值为100pF，所述第十四电感的电感值为 36nH，所述第十四电容的电容值为160pF，所述第十五电感的电感值为56nH，所述第十五电 容的电容值为l〇〇pF。
8. 如权利要求1所述GNSS双系统卫星导航接收机的下变频单元，其特征还在于，所述 GNSS下变频通道中还包括第一中频放大器、第二中频放大器，所述第一中频放大器采用芯 片型号为AD5531的放大器，所述第二中频放大器米用芯片型号为AD8352的放大器。
9. 如权利要求1所述GNSS双系统卫星导航接收机的下变频单元，其特征还在于，电路 板上设置每一下变频通道的区域外均设置有用于隔离的金属腔体。
10. 如权利要求1-9中任意一项所述GNSS双系统卫星导航接收机的下变频单元，其特 征还在于，所述下变频通道的数量优选为四个。
【文档编号】H03D7/16GK204068870SQ201420538758
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年9月19日 优先权日:2014年9月19日
【发明者】王胜伟, 幸璐璐, 董李梅, 费静, 朱先辉, 税兰英 申请人:成都天奥信息科技有限公司