一种GNSS接收机及射频前端结构、提高抗干扰能力方法与流程

本发明涉及接收机，具体涉及一种gnss接收机及射频前端结构、提高抗干扰能力方法。

背景技术：

1、随着全球卫星导航系统(gnss，global navigation satellite system)的迅速发展，卫星导航定位系统得到了日益广泛的发展和应用。

2、中国发明专利cn111538047b公开一种应用于gnss双频接收机的射频前端结构。包括双频天线、宽带低噪声放大器和soc处理芯片，双频天线与宽带低噪声放大器输入端连接，宽带低噪声放大器输出端分成两个支路，两个支路通过连接电路模块后分别连接在soc处理芯片的射频输入端上。该发明宽带低噪声放大器输出端直接与两个后续的电路模块连接，省去了功率分配器，大大降低了接收机的成本；无需功率分配器，减小了接收机的面积，提高了接收机系统的集成度；没有了功率分配器的插入损耗，降低了电路复杂度，提高了接收机的性能。然而，该方案中无源天线接收到gnss射频信号后直接通过低噪声放大器放大，抗干扰能力差，极其容易受到带外强信号的干扰，导致接收机工作不稳定。另外，宽带低噪声放大器输出后分成两路，会导致宽带低噪声放大器与第一电路模块和第二电路模块的阻抗不匹配，影响射频前端的性能。

3、中国发明专利cn105549038b公开了一种l1和l2双频段卫星导航接收机射频前端电路。主要由射频低噪声放大器、第一级混频器、第二级混频器、低通滤波器、可配置带通滤波器、可变增益中频放大器、模数转换器、频率综合器以及8分频器组成，可以同时接收gpsl1和l2信号、北斗b1和b2信号、glonass l1和l2等双频卫星信号。当接收到gnss卫星信号时，首先通过射频低噪声放大器进行放大，放大后的射频信号分成两路，然后分别与i、q两路第一本振信号进行混频，将射频信号频率下变频到第一中频频率，将两路中频信号分别与i、q两路第二本振信号进行混频，将第一中频信号下变频到第二中频频率，此时将第二中频的四路信号分别送至信号合路器合路及低通滤波器进行滤波，再经带通滤波器进行滤波后，送入可变增益放大器，经放大后的中频信号送入adc进行模数转换。然而，该方案低噪声放大器前后没有相应的滤波电路，抗干扰能力差。除此之外，射频前端的结构复杂，实现起来较难，成本高。

4、中国发明专利cn114844517a公开了一种多频多星gnss射频前端及其高低信号的处理方法。其多频多星gnss射频前端包括：天线单元用于从自由空间获取不同频段的多星多频射频信号；高频合路器将天线单元多馈点获取的高频段的多星多频射频信号进行相位调整和幅度正向叠加合路；高频前置滤波器对高频合路器合路后的高频段的多星多频射频信号进行滤波，抑制带外的干扰信号，经第一级低噪声放大器将多星多频射频信号进行放大，再经高低频双工器将高低频的射频信号合路后送至增益放大器进行放大。然而该方案，射频前端采用了多星多频宽带设计，高低频gnss射频信号经天线单元接收后，分开为两个射频链路滤波放大后再合路放大，使用了两个合路器、一个双工器和3个低噪声放大器，整体的成本较高，且功耗高。

5、由此可见，现有的gnss接收机射频前端，均没能将抗干扰能力、接收灵敏度、环境适应性、低成本和低功耗结合在一起，存在抗干扰能力、接收灵敏度、环境适应性较差，成本和功耗较高的问题。

6、有鉴于此，需要对现有技术行改进，以提高gnss接收机射频前端的抗干扰能力，降低成本。

技术实现思路

1、针对上述缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提供一种gnss接收机及射频前端结构、提高抗干扰能力方法，以解决现有技术抗干扰能力、接收灵敏度、环境适应性较差，成本和功耗较高的问题。

2、为此，本发明提供的gnss接收机的射频前端结构，包括天线单元、宽带合路器、可变增益低噪声放大器、后置带通滤波器和后级低噪声放大器，还包括：

3、前置带通滤波器，所述宽带合路器将所述天线单元获取到的多星多频射频信号合路输出，所述前置带通滤波器接收所述宽带合路器输出的射频信号并进行滤波，然后输出至所述可变增益低噪声放大器进行放大处理，再经所述后置带通滤波器进行滤波处理后输出至所述后级低噪声放大器进行放大，并输出至基带处理模块；

4、agc控制器，输入端连接所述后置带通滤波器的输出端，所述agc控制器的输出端连接所述可变增益低噪声放大器的控制端，根据所述后置带通滤波器的输出信号电压幅度输出控制信号，实时调整所述可变增益低噪声放大器的放大倍数。

5、在上述的射频前端结构中，优选地，所述agc控制器包括幅度检测模块和比较器，所述幅度检测模块连接所述后置带通滤波器的输出端，对所述后置带通滤波器的输出射频信号进行采样，处理获得采样电压值，所述比较器将采样电压值与预设电压值进行比较，并根据比较结果输出相应的控制信号，实时调节所述可变增益低噪声放大器的放大倍数。

6、在上述的射频前端结构中，优选地，所述agc控制器还包括滤波器，所述采样电压值通过所述滤波器进行滤波处理，所述比较器将经过所述滤波器处理后的采样电压值与预设电压值进行比较。

7、在上述的射频前端结构中，优选地，所述天线单元采用一个全频段天线单元，覆盖gnss的l1和l2频段。

8、在上述的射频前端结构中，优选地，所述天线单元采用无源天线。

9、在上述的射频前端结构中，优选地，所述可变增益低噪声放大器的噪声系数为0.6db。

10、在上述的射频前端结构中，优选地，所述预设电压值存储在所述agc控制器的存储器中。

11、本发明还提供了一种gnss接收机，包括射频前端和基带处理模块，所述射频前端接收多个卫星发送的信号，并处理后输出至所述基带处理模块，所述基带处理模块计算获得接收机的位置，所述射频前端采用上述的gnss接收机的射频前端结构。

12、本发明还提供了一种提高gnss接收机抗干扰能力的方法，包括以下步骤：

13、在可变增益低噪声放大器的前后分别设置前置带通滤波器和后置带通滤波器，滤除带外的干扰信号；

14、对后置带通滤波器的输出信号进行实时采样，获得采样电压值，并根据采样电压值与预设电压值的比较结果，实时调节可变增益低噪声放大器的放大倍数。

15、在上述方法中，优选地，通过一个全频段的无源天线单元，覆盖gnss的l1和l2频段，接收多个卫星发送的信号。

16、由上述技术方案可知，本发明提供的一种gnss接收机及射频前端结构、提高抗干扰能力方法，解决了现有技术抗干扰能力、接收灵敏度、环境适应性较差，成本和功耗较高的问题。与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

17、采用了前置和后置两级滤波器设计，其中前置滤波器能很好滤除带外的干扰信号，避免前置的低噪声放大器被强干扰信号干扰，堵塞射频前端通道，影响接收机对有用信号的接收。后置滤波器进一步滤除带外干扰，从而大大提升了接收机的抗干扰能力。通过对后级低噪声放大器输出的射频信号进行采样、比较，实时调整可变增益低噪声放大器的放大倍数，确保射频信号的输出幅度稳定在一个确定的范围，使得接收机在任何复杂的电磁环境下都能正常的工作，提升产品的环境适应性。