CN102928856A

CN102928856A - 一种gps和北斗双模导航射频接收系统

Info

Publication number: CN102928856A
Application number: CN2012103986935A
Authority: CN
Inventors: 周鹏举; 魏建让; 张大龙; 朱国斌; 王磊; 刘刚; 黄友火; 张博
Original assignee: XI'AN XINCHUANG ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: XI'AN XINCHUANG ELECTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-10-19
Filing date: 2012-10-19
Publication date: 2013-02-13

Abstract

本发明涉及一种GPS和北斗双模导航射频接收系统。其包括带通滤波器、低噪声放大器、混频器、中频放大器、频率合成器、滤波器一、模数转换器一、滤波器二、模数转换器二和数字信号处理模块10个模块之间信号的连通，在GPS和北斗导航信号完成变频后实现信号分离，与现有GPS和北斗双模导航系统射频接收模块相比，结构简单，抗干扰能力强，体积小，功耗低，极大的节约硬件资源与成本。

Description

一种GPS和北斗双模导航射频接收系统

一、技术领域：

本发明涉及一种GPS和北斗双模导航射频接收系统。

二、背景技术：

北斗卫星导航系统的建立是我国航天事业发展的重要里程碑，对我国的国家安全及技术储备有重大意义，同时能够创造巨大的经济效益。GPS卫星导航系统已有30年的发展历史，技术成熟，应用广泛，在目前的卫星导航系统市场中占有主导地位。有效实现GPS和北斗双模导航系统集成既是市场需求，也是卫星导航技术发展趋势。

三、发明内容：

本发明为了解决上述背景技术中的不足之处，提供一种GPS和北斗双模导航射频接收系统，其结构简单，抗干扰能力强，体积小，功耗低，极大的节约硬件资源与成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种GPS和北斗双模导航射频接收系统，其特征在于：包括带通滤波器、低噪声放大器、混频器、中频放大器、频率合成器、滤波器一、模数转换器一、滤波器二、模数转换器二和数字信号处理模块，所述的带通滤波器的输入端与GPS和北斗双模接收天线相连接，输出端与低噪声放大器的输入端相连接，低噪声放大器的输出端与混频器的输入端相连接，混频器的另一输入端与频率合成器的输出端相连接，输出端与中频放大器的输入端相连接，所述中频放大器的输出端分别与滤波器一的输入端和滤波器二的输入端相连接，滤波器一的输出端与模数转换器一的输入端相连接，滤波器二的输出端与模数转换器二的输入端相连接，模数转换器一的输出端和模数转换器二的输出端分别与数字信号处理模块的输入端相连接。

与现有技术相比，本发明具有的优点和效果如下：本发明在GPS和北斗导航信号完成变频后实现信号分离，与现有GPS和北斗双模导航系统射频接收模块相比，结构简单，抗干扰能力强，体积小，功耗低，极大的节约硬件资源与成本。

四、附图说明：

图1 是本发明GPS和北斗射频接收模块框图；

图2是本发明经过低噪声放大器处理后GPS和北斗导航信号频谱图；

图3是本发明频率搬移后GPS和北斗导航信号频谱；

图4是本发明信号分离后GPS导航信号频谱；

图5是本发明信号分离后北斗导航信号频谱；

图6是本发明实施例简易结构图；

1-带通滤波器， 2-低噪声放大器，3-混频器，4-中频放大器，5-频率合成器，6-滤波器一，7-模数转换器一，8-滤波器二，9-模数转换器二，10-数字信号处理器。

五、具体实施方式：

参见图1：一种GPS和北斗双模导航射频接收系统，包括带通滤波器1、低噪声放大器2、混频器3、中频放大器4、频率合成器5、滤波器一6、模数转换器一7、滤波器二8、模数转换器二9和数字信号处理模块10，所述的带通滤波器1的输入端与GPS和北斗双模接收天线相连接，输出端与低噪声放大器2的输入端相连接，低噪声放大器2的输出端与混频器3的输入端相连接，混频器3的另一输入端与频率合成器5的输出端相连接，输出端与中频放大器4的输入端相连接，所述中频放大器4的输出端分别与滤波器一6的输入端和滤波器二8的输入端相连接，滤波器一6的输出端与模数转换器一7的输入端相连接，滤波器二8的输出端与模数转换器二9的输入端相连接，模数转换器一7的输出端和模数转换器二9的输出端分别与数字信号处理模块10的输入端相连接。图1中每个模块下边的括号中的内容的意思是经过这个模块所保留的是GPS、北斗导航信号或GPS和北斗导航信号的信号。

带通滤波器的输入端与GPS和北斗双模天线相连接，对双模天线接收到的射频无线信号进行筛选，保留GPS和北斗导航信号，滤除其他频段无用信号。

低噪声放大器的输入端与带通滤波器输出端连接，完成对GPS和北斗导航信号的线性放大。经过低噪声放大器处理后GPS和北斗导航信号频谱如图2所示。

混频器输入端分别与低噪声输出端和频率合成器输出端相连，频率合成器完成中频选择，混频器完成GPS和北斗导航信号频谱搬移和镜像抑制，频率搬移后GPS和北斗导航信号频谱如图3所示。

中频放大器的输入端与混频器输出端相连，提供稳定增益，对中频信号进行放大，供后续电路处理。

GPS滤波器的输入端与中频放大器的输出端相连，保留GPS导航信号，滤除其他信号。滤波后导航信号频谱如图4所示。

GPS模数转换器的输入端与GPS滤波器输出端相连，完成对GPS信号的采样处理，供后续数字模块处理。

北斗滤波器的输入端与中频放大器的输出端相连，保留北斗导航信号，滤除其他信号。滤波后导航信号频谱如图5所示。

北斗模数转换器的输入端与GPS滤波器输出端相连，完成对北斗信号的采样处理，供后续数字模块处理。

图6是采用本发明提供的GPS和北斗双模导航系统射频接收模块设计的一款双模导航射频接收芯片的简易结构图。虚线框表示芯片内部结构。

片外GPS和北斗双模天线接收到包含GPS L1频段和北斗B1频段射频信号,并将接收信号送入到片内低噪声放大器。

片外高Q值带通滤波器接收经过片内低噪声放大器线性放大的射频信号，滤除掉大于L1频段和小于B1频段的无用信号。并将滤波后的射频信号传给片内射频放大器。

片内射频放大器对经过带通滤波器的射频信号进行放大，为后续混频器工作提供适当的增益。

混频器实现GPS和北斗射频导航信号的频谱搬移，将频率较高的射频信号搬移到适合后续电路处理的频段。

多相滤波器（PPF）去除频谱搬移过程中产生的镜像干扰。

自动增益放大器为去除频镜像干扰的GPS和北斗信号提供稳定增益，供后续电路处理。

GPS滤波器（GPSF），仅保留GPS导航信号，滤除其他信号。

GPS模数转换器完成对GPS信号的采样处理，产生数字信号供后续数字模块处理。

北斗滤波器（BDF），保留北斗导航信号，滤除其他信号。

北斗模数转换器完成对北斗信号的采样处理，产生数字信号供后续数字模块处理。

自动增益控制模块（AGC Control）周期性检测采样后的数字信号，实现对自动增益放大器增益调整。

片外晶振（Fr）产生GPS和北斗射频导航系统运作所需的基准时钟。

时钟缓冲网络（buffer）对基准时钟进行处理，将处理后的时钟分发给锁相环和模数转换器。

锁相环（PLL）利用时钟缓冲网络输出时钟产生供混频器使用的GPS和北斗射频导航信号频谱搬移频率。

同时为GPS和北斗模数转换模块提供采样时钟。

以上所述仅为本发明优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化，凡在本发明精神和原则内，所做的任何修改、等同替换、改价等，均应在本发明的保护内。

Claims

1.一种GPS和北斗双模导航射频接收系统，其特征在于：包括带通滤波器（1）、低噪声放大器（2）、混频器（3）、中频放大器（4）、频率合成器（5）、滤波器一（6）、模数转换器一（7）、滤波器二（8）、模数转换器二（9）和数字信号处理模块（10），所述的带通滤波器（1）的输入端与GPS和北斗双模接收天线相连接，输出端与低噪声放大器（2）的输入端相连接，低噪声放大器（2）的输出端与混频器（3）的输入端相连接，混频器（3）的另一输入端与频率合成器（5）的输出端相连接，输出端与中频放大器（4）的输入端相连接，所述中频放大器（4）的输出端分别与滤波器一（6）的输入端和滤波器二（8）的输入端相连接，滤波器一（6）的输出端与模数转换器一（7）的输入端相连接，滤波器二（8）的输出端与模数转换器二（9）的输入端相连接，模数转换器一（7）的输出端和模数转换器二（9）的输出端分别与数字信号处理模块（10）的输入端相连接。