CN103066925B - 低噪声功率放大方法、放大装置及卫星导航接收设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低噪声功率放大方法。该方法包括实时或定时监测环境温度，根据预置的多个温度值与放大器的多个本底噪声输出功率值之间的映射关系，对放大器的本底噪声输出功率进行控制，使得放大器的本底噪声输出功率在该放大器的工作温度范围内保持稳定。利用该方法可以检测干扰信号，避免了本底噪声功率波动对干扰信号功率检测的影响，利于识别判断干扰信号是否出现或存在，提高了检测效率和准确度，具有成本低、可实现性强、适用性广等优势。本发明还公开了一种低噪声功率放大装置和一种卫星导航接收设备。

Description

低噪声功率放大方法、放大装置及卫星导航接收设备

技术领域

本发明涉及卫星导航、定位及授时领域，特别是涉及一种低噪声功率放大方法、低噪声功率放大装置，以及包括该装置的卫星导航接收设备。

背景技术

随着GPS和“北斗”卫星导航定位以及授时业务在我国的普遍应用，对国民经济有重要影响的行业部门，如通信、电力、交通等，不仅对卫星导航定位及授时业务的精准性有较高要求，对其依赖性也大大增强，主要或完全通过卫星导航定位及授时来提供基础服务和技术支持，因此对卫星导航定位及授时业务的安全性提出了更高要求。

由于卫星导航接收设备(包括定位、授时等功能)接收来自外层空间导航卫星发出的信号，这些信号经过长距离传输后，到达接收设备的信号功率很低，而接收设备的接收天线通常具有较宽的波束，除了接收所需的有用信号外，还会感应接收天线周围的其他无用信号，这些无用信号对于有用信号而言可以视为干扰，并且成分复杂，既包括其他设备辐射的普通干扰信号，还可能有恶意干扰信号。如果卫星导航接收设备接收了这些恶意干扰信号并产生了误识别，将会产生错误的位置和时间信息，进而可能会对重要的行业部门产生极为不利的影响，甚至造成严重后果和重大损失。

因此，需要在卫星导航接收设备上提供检测干扰导航信号的方法和装置，并具有使用方便、成本较低、检测快速、准确率较高等多种优点。现有技术中，对干扰信号的检测分析主要侧重于通过解析干扰信号的频谱结构、信号强度、干扰规律等判断识别，这些方法实现复杂、成本较高并且费时较长。若能在靠近卫星导航接收设备的射频前端区域，即与接收天线射频电连接的低噪声功率放大装置处(简称低噪放，通常用英文缩写LNA表示)，通过检测射频信号功率的变化情况来进行判断识别，则将有利于及早发现并及时识别干扰信号。

对于卫星导航接收设备的低噪声功率放大装置，其输出的噪声主要包括两种成分，一种是放大装置本身的热噪声，即本底噪声，主要由放大装置的电子元器件、电路及结构决定，受环境温度影响，当温度升高本底噪声会增大；另一种就是接收的干扰信号，这是卫星导航接收设备不希望接收的信号，可以视其为外部噪声，这种干扰信号会引起低噪声功率放大装置输出的噪声功率产生一定程度的上升。由此可见，卫星导航接收设备的低噪声功率放大装置输出的含有这两种成分的混合噪声中，只要有其中一种噪声功率增大，都会使该放大装置输出的噪声功率增大。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种低噪声功率放大方法及装置，使得该低噪声功率放大装置在其工作温度范围内，产生的本底噪声功率能够稳定输出，不受环境温度影响，从而在检测干扰信号时，避免了本底噪声功率波动变化对干扰信号功率检测的影响。因此，可以通过检测低噪声功率放大装置输出的噪声变化情况来判断外部噪声即干扰信号的有无。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种低噪声功率放大方法，由放大器对射频电信号进行功率放大，包括：在没有外部射频电信号输入条件下，在所述放大器的工作温度范围内，测量多个温度值条件下所述放大器的多个本底噪声输出功率值；建立并预置所述多个温度值与所述放大器的多个本底噪声输出功率值之间的映射关系；实时或者定时监测环境温度，并根据该预置的该多个温度值与该放大器的多个本底噪声输出功率值之间的映射关系，对该放大器的本底噪声输出功率进行控制，使得该放大器的本底噪声输出功率在该放大器的工作温度范围内保持稳定。

在本发明低噪声功率放大方法的另一实施例中，对该放大器的本底噪声输出功率进行控制的步骤具体包括：对该放大器的本底噪声输出功率进行衰减控制。

在本发明低噪声功率放大方法的另一实施例中，对该放大器的本底噪声输出功率进行衰减控制的步骤具体包括：根据该多个温度值与该放大器的多个本底噪声输出功率值之间的映射关系，确定该放大器的最小本底噪声输出功率值；计算得出该放大器的其他本底噪声输出功率值与该放大器的最小本底噪声输出功率值之间的多个差值；再根据该多个差值确定该多个温度值条件下，对该放大器的本底噪声输出功率进行衰减控制的多个衰减值，建立该多个温度值与该多个衰减值之间的对应关系；根据该多个温度值与该多个衰减值之间的对应关系，确定实时或定时监测的环境温度值对应的衰减值，并按该衰减值对该放大器的本底噪声输出功率进行衰减控制。

在本发明低噪声功率放大方法的另一实施例中，该放大器的本底噪声输出功率进行衰减控制是通过微处理器控制数控衰减器的衰减值实现的。

在本发明低噪声功率放大方法的另一实施例中，该放大器的增益可控，对该放大器的本底噪声输出功率进行衰减控制是通过微处理器或温度补偿网络控制该放大器的增益值实现的。

在本发明低噪声功率放大方法的另一实施例中，该实时或定时监测环境温度是通过温度传感器实时或定时监测环境温度；该多个温度值包括在该放大器的工作温度范围内，从下限温度值开始以固定温度间隔累加设置多个温度值。

本发明还提供了一种低噪声功率放大装置，包括放大器和电源电路，以及数控衰减器、微处理器和温度传感器，该数控衰减器与该放大器射频电连接，该微处理器与该数控衰减器电连接，该微处理器读取该温度传感器测量的环境温度值，并根据预置的温度值与衰减值映射关系，设置该数控衰减器的衰减值，使得该低噪声功率放大装置在其工作温度范围内输出稳定的本底噪声功率，所述预置的温度值与衰减值映射关系通过前述的低噪声功率放大方法预先测量建立起来，并存储到所述微处理器或数据存储器中。

在本发明低噪声功率放大装置的另一实施例中该温度传感器与该微处理器为一体式集成结构。

在本发明低噪声功率放大装置的另一实施例中，该放大器、该数控衰减器、该微处理器、该温度传感器和该电源电路设置在共用电路板上，在该电路板上的设置有金属屏蔽罩。

在本发明低噪声功率放大装置的另一实施例中，该数控衰减器的输出端与该电源电路电连接，该电源电路包括馈电网络并与该馈电网络电连接的稳压器。

在本发明低噪声功率放大装置的另一实施例中，该放大器包括至少一个低噪声放大组件。

在本发明低噪声功率放大装置的另一实施例中，该放大器包括串接的第一带通滤波组件、第一低噪声放大组件、第二带通滤波器组件和第二低噪声放大组件。

本发明还提供了一种卫星导航接收设备，该卫星导航接收设备包括上述的低噪声功率放大装置。

本发明的有益效果是：利用该低噪声功率放大方法，以及该低噪声功率放大装置中的微处理器能够根据温度传感器对环境温度的测量值，对数控衰减器的衰减值进行自动控制，从而使得该低噪声功率放大装置在其工作温度范围内能够保持稳定的本底噪声输出，利用该装置检测干扰信号时，避免了本底噪声功率波动变化对干扰信号功率的影响，因此可以直接对接收的干扰信号进行功率测量，以此识别判断干扰信号是否出现或存在，提高了检测效率和准确度，并且具有实现成本低、体积结构小、适用性广等优势。

附图说明

图1是根据本发明低噪声功率放大方法一实施例的流程图；

图2是根据本发明低噪声功率放大装置一实施例的结构示意图；

图3是根据本发明低噪声功率放大装置另一实施例的结构示意图；

图4是根据本发明低噪声功率放大装置另一实施例的结构示意图；

图5是根据本发明低噪声功率放大装置中的电源电路一实例的结构示意图；

图6是根据本发明低噪声功率放大装置中的电源电路的馈电网络的一实例的结构示意图；

图7是根据本发明低噪声功率放大装置中的放大器一实例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。

图1是本发明低噪声功率放大方法的一个优选实施例的流程图。该实施例是由放大器对电信号进行功率放大，其中，电信号包括微波频段的射频电信号。在图1中的步骤101中，首先确定该放大器的工作温度范围，例如工作温度范围是-40至+70摄氏度，然后在该工作温度范围内选取多个不同的温度值，让放大器在这些温度值条件下分别加电工作并保持一定的工作时间，使得放大器在这些不同温度条件下处于工作稳定状态。然后，在这些不同温度值条件下测量该放大器的本底噪声输出的功率值，记录每个温度值所对应的本底噪声输出功率值。通常，放大器的本底噪声输出功率随着温度升高而相应增大，但是与温度值并不是线性增大的关系，因此测量时可以在放大器的工作温度范围内选取温度间隔较小、数量较多的多个不同温度值，例如从下限温度值开始以固定温度间隔，如1、2或5摄氏度为固定温度间隔进行累加确定多个温度值，用以增加测量准确度，充分反映温度变化对放大器本底噪声输出功率影响的特性。在步骤101中，测量并记录了不同温度值条件下放大器本底噪声对应的输出功率值，进入步骤102后，首先建立温度值与放大器的本底噪声输出功率值之间一一对应的映射关系。需要说明的是，在步骤102中并不是简单地完全将步骤101中记录的所有不同温度值与放大器本底噪声的输出功率值一一对应进行映射，而是根据步骤101获得的温度变化对放大器本底噪声输出功率影响的特性，有选择性地建立温度值与放大器本底噪声输出功率值之间的映射关系，例如在一个温度区间内放大器的本底噪声输出功率值对温度值变化不敏感，此温度区间选取的温度值可以较少些或者说不同温度值的温度间隔可以大一些；而在另一个温度区间内，放大器的本底噪声输出功率值对温度值变化较为敏感，此温度区间选取的温度值应较多些或者说不同温度值的温度间隔可以小一些。在步骤102中还需要对建立的多个温度值与该放大器的多个本底噪声输出功率值之间的映射关系进行预置，就是将该映射关系按照一定的数据格式预置到存储器中，主要包括对温度值和功率值进行量化、编码等，使得这些温度值和功率值既有物理意义又符合存储器的数据结构，能够进行相应的寻址和读写操作。

在图1所示的步骤103中，实时或定时监测环境温度，实时是指持续不断地进行环境温度监测，定时是指每隔一个定时周期进行一次环境温度监测，该定时周期可以在1秒至10分钟之间选取。然后，根据步骤102建立和预置的多个温度值与该放大器的多个本底噪声输出功率值之间的映射关系，对该放大器的本底噪声输出功率进行控制，使得该放大器的本底噪声输出功率在该放大器的工作温度范围内保持稳定。这是因为，在步骤101以及步骤102中已经得到了放大器的本底噪声输出功率随温度变化的特性关系，从中可以得出该放大器的最小本底噪声输出功率值，并以该值为参考基准值，进一步得出不同温度条件下该放大器的本底噪声输出功率值与参考基准值之间的差值，根据差值的大小对该放大器的本底噪声输出功率进行相应大小的衰减控制。例如，为了使该放大器在其工作温度范围内以该参考基准值进行稳定输出，则需要实时或定时监测该放大器的环境温度，根据该监测得到的环境温度值，从步骤102预置的多个温度值与该放大器的多个本底噪声输出功率值之间的映射关系中，找到该放大器在该环境温度值下对应的本底噪声输出功率值，然后再将该本底噪声输出功率值与该放大器的最小本底噪声输出功率值比较，即与参考基准值进行比较，若大于该参考基准值，则需要对该放大器在该环境温度下的本底噪声输出功率进行衰减控制，衰减量就是二者之间的差值量。

本发明优选地通过对放大器的本底噪声输出功率进行衰减控制来实现放大器的本底噪声输出功率的稳定，具体步骤包括：根据步骤102得到的多个温度值与该放大器的多个本底噪声输出功率值之间的映射关系，确定该放大器的最小本底噪声输出功率值；计算得出该放大器的其他本底噪声输出功率值与该放大器的最小本底噪声输出功率值之间的多个差值；再根据该多个差值确定该多个温度值条件下，对该放大器的本底噪声输出功率进行衰减控制的多个衰减值，建立该多个温度值与该多个衰减值之间的对应关系；根据该多个温度值与该多个衰减值之间的对应关系，确定实时监测的环境温度值对应的衰减值，并按该环境温度值对应的衰减值对该放大器的本底噪声输出功率进行衰减控制。优选地，对该放大器的本底噪声输出功率进行衰减控制是通过微处理器控制数控衰减器的衰减值实现的。对环境温度的实时或定时监测优选使用温度传感器进行监测。

另外，上述实施例是以放大器的增益固定不变为前提，当放大器的增益可变时，还可以通过微处理器或者温度补偿网络控制放大器的增益值的方法，对放大器的本底噪声输出功率进行控制。这是因为放大器在改变其增益值时其本底噪声输出功率也会改变，并且在同等条件下当放大器的增益值增大时其本底噪声输出功率也会增大。因此，可以在不同温度值条件下，对放大器的增益值与其本底噪声输出功率值之间建立映射关系，这样，当环境温度改变时，可以通过对放大器增益值的控制来对放大器的本底噪声输出功率进行调整，实现放大器的本底噪声输出功率稳定，这种方法既可以单独使用，也可以与前述通过对放大器的本底噪声输出功率进行衰减控制结合在一起使用。另外，微处理器或者温度补偿网络对放大器增益值的控制，既可以是对放大器进行数控控制，也可以是对放大器进行模拟电压控制，这主要是由放大器自身的增益控制方法所决定。温度补偿网络是一种带温度传感器的电路，该电路能够提高温度测量的准确度，属于现有技术中的常用手段。

对于步骤103还有需要说明的是，其中，放大器的本底噪声输出功率在该放大器的工作温度范围内保持稳定，这里保持稳定是一种相对稳定，不是绝对地在某一个稳定值上保持恒定不变，而是基于该稳定值有一个较小的变化范围，这是由于测量误差以及电子元器件规格误差等原因造成的。例如该范围是±0.5dB或±1dB，即放大器的本底噪声输出功率在该放大器的工作温度范围内以某一稳定值为基准有±0.5dB或±1dB的变化范围。

进一步地，在图1中所示的三个步骤中，步骤101和步骤102是实现步骤103的前提和基础，并且在放大器的电路组成及结构确定以后，该类型放大器的温度特性和本底噪声输出功率特性也就基本一致，因此步骤101和步骤102只需对一组同类型放大器样本进行测量，排除一些个体差异，并以此建立适用于此类型放大器的有关映射关系后，可以将这种映射关系预置到同类型的其他放大器上，因此在该类型放大器工作时只需步骤103就可以实现这些放大器在其工作温度范围内保持稳定的本底噪声输出功率。

图2显示了本发明低噪声功率放大装置的一个优选实施例的结构图。该实施例中的低噪声功率放大装置包括放大器201、数控衰减器202、温度传感器203、微处理器204以及为上述各器件供电的电源电路205，电源电路205主要包括稳压器，通常输入直流电源，然后变换输出多种供电直流电压并保持各电压输出稳定。

放大器201的输入端与卫星导航定位接收设备的接收天线射频电连接，对接收天线感应的射频信号进行功率放大，然后再经过数控衰减器202，对射频信号进行衰减，数控衰减器202也可以对放大器201产生的本底噪声进行衰减，这里的本底噪声是指放大器201的热噪声，放大器201所处的环境温度改变会引起本底噪声的变化，通常是环境温度升高时本底噪声功率增大。微处理器204与数控衰减器202电连接，可以对数控衰减器202的衰减值进行控制。微处理器204还与温度传感器203电连接，温度传感器203用于检测环境温度，微处理器204能够读取温度传感器203对环境温度的测量值。需要说明的是，在微处理器204中预置存储有温度测量值与数控衰减器202的衰减值之间的映射关系，当微处理器204通过温度传感器203读取环境温度值后，就可以根据该映射关系，对数控衰减器202的衰减值进行设置，例如，可以实时或每隔一个定时周期读取一次温度值并对数控衰减器202的衰减值进行设置，该定时周期可以在1秒至10分钟之间选取，从而保证该低噪声功率放大装置在其工作温度范围内，输出稳定的本底噪声功率。

该映射关系是在该低噪声功率放大装置使用之前，通过预先测量建立起来并存储到微处理器204中的，测量方法是：首先，在放大器201的输入端连接无源匹配负载，确保是在没有外部射频信号输入条件下仅对该低噪声功率放大装置的本底噪声功率进行测量；然后，通过微处理器204将数控衰减器202的衰减值设置为0dB，即对放大器201输出的本底噪声不衰减；接着将数控衰减器202的输出端通过测试电缆连接到功率检测仪器，如频谱仪；再将该低噪声功率放大装置放入到高低温实验箱内(高低温实验箱是本领域一种常用的进行高低温实验的设备，可以对实验箱内的环境温度进行精确控制)，频谱仪不放入高低温实验箱，而是通过测试电缆在实验箱外测量该放大装置输出的本底噪声功率；将实验箱的初始温度设置为该低噪声功率放大装置工作温度范围的下限温度值T₀，如工作温度范围是-40至+70摄氏度，则初始温度设置为－40摄氏度，并在该温度下保持一段时间，如30分钟，其目的是确保低噪声功率放大装置在该温度条件下处于稳定的工作状态，由频谱仪测量该低噪声功率放大装置在下限温度值T₀输出的本底噪声功率P₀(单位是dBm，即dB毫瓦)；然后，按照一定的温度步进间隔T_Δ，如以1、2或5摄氏度的温度步进间隔，增加高低温实验箱的温度值即T₁＝T₀+T_Δ、T₂＝T₀+2T_Δ、T₃＝T₀+3T_Δ……，并且每改变一次温度值均使实验箱在新温度下保持一段时间，使低噪声功率放大装置在该温度条件下处于稳定的工作状态，然后测量该温度下该低噪声功率放大装置输出的本底噪声功率，从而得到在其他温度T₁、T₂、T₃……条件下，该低噪声功率放大装置输出的本底噪声功率为P₁、P₂、P₃……，测量结果均是以dBm为计量单位；根据测量值P₀、P₁、P₂、P₃……找到其中的最小值P_min，可以对应得到在温度T₀、T₁、T₂、T₃……条件下，数控衰减器202的衰减值应分别为S₀＝P₀－P_min、S₁＝P₁－P_min、S₂＝P₂－P_min、S₃＝P₃－P_min……，也就是说当温度变化时的本底噪声功率的增加量可以通过数控衰减器202的相同数值的衰减量进行抵消，从而使该低噪声功率放大装置输出的本底噪声功率在不同温度条件下保持稳定。实际使用中，受到数控衰减器202衰减量精度的限制，会出现数控衰减器202的衰减量与温度升高时的本底噪声功率的增加量不能完全相等的情况，此时，会使得该低噪声功率放大装置输出的本底噪声功率在不同温度条件下只能保持相对稳定，会有一个较小的误差范围。例如，某一温度条件该低噪声功率放大装置输出的本底噪声功率比最小值P_min大0.4dB，而衰减器202的最小衰减精度为0.5dB，这样就存在0.1dB的误差。

在得到了温度值T₀、T₁、T₂、T₃……和数控衰减器202的衰减值S₀、S₁、S₂、S₃……之间的一一映射关系，并将该映射关系存入到微处理器204中，或者当微处理器没有数据存储空间或者数据存储空间有限时，还可以将该映射关系存入到专用的数据存储器中，微处理器204可以对该专用数据存储器进行读写操作。当微处理器204读取温度传感器203实时监测的温度值后，就可以根据存储的温度值和衰减值映射关系，选择控制数控衰减器202的衰减值，从而使该低噪声功率放大装置输出的本底噪声功率在不同温度条件下保持稳定输出。

由前述可知，由于微处理204实时或定时从温度传感器203获取环境温度值，再根据预置，即预先测量并存储的温度值和衰减值映射关系，实时或定时控制数控衰减器202的衰减值，从而使得该低噪声功率放大装置输出的本底噪声功率始终保持稳定，并且从理论上讲，该稳定输出的本底噪声功率应是最小值P_min。但在实际工作中，由于测量误差以及数控衰减器202的调整步进和温度传感器203测量精度的原因，该低噪声功率放大装置输出的本底噪声功率是一个相对稳定值，该稳定值具有一定的范围，例如该范围是±0.5dB或±1dB，即输出的本底噪声功率在P_min±0.5dB或P_min±1dB范围内相对稳定输出。

作为图2中数控衰减器202一个实例，可采用插入损耗低于2dB，数控衰减值的步进度为0.5dB，可调整范围大于10dB，工作频率范围超过1500～1600MHz的数控衰减器，如TriQuint Semiconductor公司的TQP4M9072型数控衰减器。

图3显示了本发明低噪声功率放大装置的另一个优选实施例的结构图。图3所示的低噪声功率放大装置实施例与图2所示的低噪声功率放大装置实施例相比，主要区别就在于图2中的温度传感器203和微处理器204是分体结构，即分别是两个独立的电子元器件或模块，而图3中的微处理器304内部包括了温度传感器，即微处理器304是一种带有温度传感器的微处理器，或者说微处理器304与温度传感器是一体式集成结构。图3中的微处理器304可以实现图2中温度传感器203和微处理器204的功能，即微处理器304能够对环境温度进行测量并能读取测量的温度值。另外，图3中放大器301、数控衰减器302和电源电路305也分别与图2中的放大器201、数控衰减器202和电源电路205具有相相似的结构和功能，在此不再赘述。

作为图3中微处理器304的一个实例，可使用体积小、功耗低、内置温度传感器、数据存储器和程序存储器的微处理器，如TI公司的MSP430F2012RSA型微处理器。

在图3所示的低噪声功率放大装置实施例中，通常把放大器301、数控衰减器302、微处理器304和电源电路305设置安装在一个共用电路板上，并在该电路板的外围安装密闭的金属屏蔽罩，如铝制屏蔽罩，形成一个安装该低噪声功率放大装置的壳体，并在该壳体上设置三个端口，分别是射频信号输入端口、射频信号输出端口和直流电源输入端口。图2所示的低噪声功率放大装置实施例也有类似的结构及端口。

为了便于使用，还可以进一步将射频信号输出端口和直流电源输入端口合为一个端口，即射频信号输出及直流电源输入端口，这样壳体就只有两个端口，即射频信号输入端口、射频信号输出及直流电源输入端口。这就需要对本发明低噪声功率放大装置做进一步改进，图4显示了具有两个端口的低噪声功率放大装置实施例。

图4所示的放大器401、数控衰减器402和微处理器404与图3中的放大器301、数控衰减器302和微处理器304具有相似的结构和功能，主要区别在于图4中的数控衰减器402的输出端与电源电路405电连接，然后经过电源电路405可以输出射频信号。因此，电源电路405既要能够提供直流电源通道，还要提供射频通道，这两个通道共用一个端口但相互之间互不影响。对图2所示的低噪声功率放大装置也可以做相似的改进。

图5显示了图4中电源电路405的一个实例，其中包括馈电网络501和稳压器502，馈电网络501的作用就是让射频信号通过该网络射频输出，同时还能够让直流电源经过该馈电网络501并给稳压器502提供直流电压，再经过稳压器502变换得到低噪声功率放大装置中其他元器件所需的多种工作电压或电流信号，馈电网络501包括一个既能让射频信号输出又能让直流电源输入的共用端口。

图6进一步显示了图5中馈电网络501的一个实例。该馈电网络是一个三端口网络，三个端口分别为射频输入端A、射频输出及直流输入端B、直流输出端C。射频输入端A与射频输出及直流输入端B之间通过电容器601电连接，以很小的插损通过射频信号，同时阻断直流电源；直流输出端C与射频输出及直流输入端B之间通过电感器602电连接，能以很小的电阻通过直流电源，同时阻断射频信号。图6中的电容器601可以采用电容量大于100pF(pF，皮法，电容值单位)、误差优选不超过5％，耐压不低于50V的NPO材质的贴片陶瓷电容器，如福建火炬电子科技股份有限公司生产的CC41-0402-CG-50V-100P-C(N)贴片电容器。图6中的电感器602可以采用电感量不低于47nH(nH，纳亨，电感值单位)，误差优选不超过20％，允许最大通过电流不低于100mA，自谐振频率不低于2000MHz的电感器，如MURATA公司生产的LQW18AN47NJ00D贴片电感器。电容器601和电感器602的上述取值可以让GPS的L1频点射频信号通过该三端口网络，进一步还可以根据射频信号的频率范围选择其他合适的电容值和电感值，适应多种应用需要。

进一步地，图2中的放大器201、图3中的放大器301以及图4中的放大器401包括至少一个低噪声放大组件。以图4中的放大器401为例，当有多个低噪声放大组件时，这些低噪声放大组件以串联方式电连接，并且每个低噪声放大组件的功率放大增益以及这些低噪声放大组件的个数决定了放大器401的功率放大总增益。由于放大器401的输入端直接与接收天线射频电连接，放大器401中的低噪声放大组件的中心频率和带宽与所接收的卫星导航定位信号的中心频率和带宽一致。为了更好的减少带外干扰，放大器401中还可以包括带通滤波组件，该带通滤波组件与低噪声放大组件串接在一起，其中心频率和带宽也与所接收的卫星导航定位信号的中心频率和带宽相一致。

图7显示了本发明低噪声功率放大装置中放大器的一个优选实例的结构图。图7中所示的第一带通滤波组件701用于抑制带外干扰，例如是低插入损耗的声表面波滤波器，如TriQuint Semiconductor公司生产的856561型声表面波带通滤波器，用于对GPS的L1频点卫星导航定位信号选择接收；第一低噪声放大组件702提供第一级射频信号功率放大，例如该组件的功率放大增益大于18dB，噪声系数低于1dB，如MAXIM公司的MAX2659型低噪声GPS放大器；第二带通滤波器组件703是通频带较窄的声表面波滤波器，介于第一低噪声放大组件702的输出端和第二低噪声放大组件704的输入端之间，如TAISAW公司生产的TA0664A型GPS的L1频点声表面波带通滤波器；第二低噪声放大组件704进一步对射频信号进行功率放大，例如该组件的功率放大增益大于20dB，噪声系数低于4dB，1dB压缩点输出功率不小于0dBm的低噪声放大器，如AVAGO公司的ABA31563低噪声放大器。这样，图7中所示的两级放大组件串接后，理论上获得的功率放大总增益为38dB，考虑到这些组件插入损耗的影响，实际功率放大总增益为35dB左右。

本发明进一步提供了一种包括上述低噪声功率放大装置的卫星导航接收设备，适用于美国GPS、中国“北斗”、俄罗斯GLONASS、欧盟“伽利略”等多种技术体制下的卫星导航、定位及授时接收设备。

通过上述方式，本发明低噪声功率放大方法，以及本发明低噪声功率放大装置在其工作温度范围内能够保持稳定的本底噪声输出，当利用该方法及装置检测干扰信号时，避免了本底噪声功率波动变化干扰信号功率的影响，因此可以直接对接收的干扰信号进行功率测量，以此识别判断干扰信号是否出现或存在，提高了检测效率和准确度，并且具有实现成本低、体积结构小、适用性广等优势。

以上该仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种低噪声功率放大方法，由放大器对射频电信号进行功率放大，其特征在于，

在没有外部射频电信号输入条件下，在所述放大器的工作温度范围内，测量多个温度值条件下所述放大器的多个本底噪声输出功率值；建立并预置所述多个温度值与所述放大器的多个本底噪声输出功率值之间的映射关系；实时或定时监测环境温度，并根据所述预置的所述多个温度值与所述放大器的多个本底噪声输出功率值之间的映射关系，对所述放大器的本底噪声输出功率进行衰减控制，使得所述放大器的本底噪声输出功率在所述放大器的工作温度范围内保持稳定；

其中，所述对所述放大器的本底噪声输出功率进行衰减控制的步骤具体包括：根据所述多个温度值与所述放大器的多个本底噪声输出功率值之间的映射关系，确定所述放大器的最小本底噪声输出功率值；将所述放大器的其他本底噪声输出功率值分别与所述放大器的最小本底噪声输出功率值之间进行比较并做多个差值；若所述放大器的其他本底噪声输出功率值大于所述放大器的最小本底噪声输出功率值，再根据所述多个差值确定所述多个温度值条件下，对所述放大器的本底噪声输出功率进行衰减控制的多个衰减值，建立所述多个温度值与所述多个衰减值之间的对应关系；根据所述多个温度值与所述多个衰减值之间的对应关系，确定实时或定时监测的环境温度值对应的衰减值，并按所述衰减值对所述放大器的本底噪声输出功率进行衰减控制。

2.根据权利要求1所述的低噪声功率放大方法，其特征在于，对所述放大器的本底噪声输出功率进行衰减控制是通过微处理器控制数控衰减器的衰减值实现的。

3.根据权利要求2所述的低噪声功率放大方法，其特征在于，所述放大器的增益可控，对所述放大器的本底噪声输出功率进行衰减控制是通过微处理器或温度补偿网络控制所述放大器的增益值实现的。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的低噪声功率放大方法，其特征在于，

所述实时或定时监测环境温度是通过温度传感器实时或定时监测环境温度；所述多个温度值包括在所述放大器的工作温度范围内，从下限温度值开始以固定温度间隔累加设置多个温度值。

5.一种低噪声功率放大装置，包括放大器和电源电路，其特征在于，所述低噪声功率放大装置还包括数控衰减器、微处理器和温度传感器，所述数控衰减器与所述放大器射频电连接，所述微处理器与所述数控衰减器电连接，所述微处理器读取所述温度传感器测量的环境温度值，并根据预置的温度值与衰减值映射关系，设置所述数控衰减器的衰减值，使得所述低噪声功率放大装置在其工作温度范围内输出稳定的本底噪声功率，其中，所述预置的温度值与衰减值映射关系是通过权利要求1所述的低噪声功率放大方法中建立的多个温度值与所述多个衰减值之间的对应关系，并存储到所述微处理器或数据存储器中。

6.根据权利要求5所述的低噪声功率放大装置，其特征在于，所述温度传感器与所述微处理器为一体式集成结构。

7.根据权利要求5或6所述的低噪声功率放大装置，其特征在于，所述放大器、所述数控衰减器、所述微处理器、所述温度传感器和所述电源电路设置在共用电路板上，在所述电路板上设置有金属屏蔽罩。

8.根据权利要求5或6所述的低噪声功率放大装置，其特征在于，所述数控衰减器的输出端与所述电源电路电连接，所述电源电路包括馈电网络以及与所述馈电网络电连接的稳压器。

9.根据权利要求5或6所述的低噪声功率放大装置，其特征在于，所述放大器包括至少一个低噪声放大组件。

10.根据权利要求9所述的低噪声功率放大装置，其特征在于，所述放大器包括串接的第一带通滤波组件、第一低噪声放大组件、第二带通滤波器组件和第二低噪声放大组件。

11.一种卫星导航接收设备，其特征在于，所述卫星导航接收设备包括权利要求5-10任意一项所述的低噪声功率放大装置。