CN103529456A - 北斗卫星导航抗干扰a/d芯片 - Google Patents

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张文华
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Abstract

本发明提供了一种北斗卫星导航抗干扰A/D芯片，同时集成有A、B两路信号通道，接收两路中频模拟信号，各输出4位数字信号。A路设计为北斗二B3频点信号接收通道，接收46.52MHz的中频模拟信号；B路设计为北斗一S频点的信号接收通道，接收12.24MHz的中频模拟信号；A、B两路能根据干扰类型和管脚配置，对输入信号进行抗干扰或直通处理，处理后的信号再经过数字AGC稳幅后，各路输出4bit数字信号。本发明能同时接收和处理北斗卫星系统中北斗二B3频点和北斗一S频点的卫星导航中频信号，满足在手持接收机中对北斗卫星系统的接收电文和组合定位要求。

Description

北斗卫星导航抗干扰A/D芯片
技术领域
本发明属于电子元器件技术领域，特别涉及一种数模混合芯片，具体涉及双通道抗双路窄带干扰的北斗卫星系统抗干扰A/D芯片，可通过配置实现北斗二B3频点和北斗一S频点的接收和组合定位需求。
背景技术
卫星导航信号到达接收天线的信号十分微弱，通常淹没在噪声之中，极易受到外来干扰信号和同频谐波的干扰，严重时会导致卫导系统无法正常使用。目前常用的抗干扰手段有屏蔽，隔离，滤波，接地和软件处理等。
如图1所示，传统接收端进行双频点组合定位时通常采用FPGA或双芯片的方式实现，如果直接应用FPGA于小型化设备势必会导致原有电路较大的改动，随之带来可靠性降低和体积、功耗、成本的大幅上升；采用双芯片方式会大幅增加电路连接的管脚数目，导致功耗、体积增大，不适合在移动终端，小型手持设备中的应用；而如果在接收机芯片中进行抗干扰和组合定位处理，则会占用接收机处理器大量资源，降低接收机的解算性能。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种用于北斗卫星导航接收机系统的双通道抗干扰A/D芯片，以同时接收和处理北斗卫星系统中北斗二B3频点和北斗一S频点的卫星导航中频信号，满足在手持接收机中对北斗卫星系统的接收电文和组合定位要求。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括模数转换模块、输入滤波器、干扰检测处理模块和数字AGC。
双路卫星导航信号经过射频通道下变频后转换为中频模拟信号，送入A、B两路信号通道，信号经模数转换模块的10位高速A/D采样后，分别进入输入滤波器，所述的输入滤波器采用前端数字带通滤波器，A路的输入滤波器配置电路中心频率设计为46.52MHz，带宽20M，滤掉北斗二Ｂ3频点的带外信号；B路的滤波器配置电路中心频率设计为12.24MHz，带宽8M，滤掉GPS频点的带外信号；经过滤波后的信号分别进入A、B两路的干扰检测处理模块，均先在干扰综合检测模块通过能量统计的方法检测信号中是否存在干扰，如果存在，则进入抗干扰处理模块，采用自适应滤波的方法处理掉干扰信号；再经过数字AGC进行输出功率控制，以输出稳定幅值的中频信号；如果不存在干扰，信号处理类直接经过数字AGC输出。
所述的抗干扰模块在不需要进行抗干扰处理时通过门控时钟关闭；只需要接收一路卫星信号时，闲置通路通过门控时钟关闭。
本发明的有益效果是：
1）本发明由于能同时接收北斗二B3频点和北斗一S频点的卫导信号，完成了北斗系统的组合定位的需求，提高了接收端对卫星定位的精度和准确性；
2）本发明由于将抗干扰处理在中频信号部分完成，提高了基带信号接收处理的稳定性。
3）本发明芯片由于将双路信号通道集成在一个小型芯片中完成，大大减少了引脚的数目，降低了电路连接中的功耗和PCB布板面积，更适合在车载设备、移动手持终端等小型接收机中的应用。
附图说明
图1为传统北斗卫星导航抗干扰系统组合定位框图；
图2为本发明双通道北斗卫星导航抗干扰A/D芯片结构图；
图3为本发明双通道北斗卫星导航抗干扰A/D芯片功能框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
本发明的卫星导航抗干扰A/D芯片，同时集成有A、B两路信号通道，接收两路中频模拟信号，各输出4位数字信号。A路设计为北斗二B3频点信号接收通道，接收46.52MHz的中频模拟信号；B路设计为北斗一S频点的信号接收通道，接收12.24MHz的中频模拟信号；A、B两路能根据干扰类型和管脚配置，对输入信号进行抗干扰或直通处理，处理后的信号再经过数字AGC稳幅后，各路输出4bit数字信号。
如图3所示，本发明的芯片包括模数转换模块31、输入滤波器32、干扰检测处理模块33和数字AGC34。
整个芯片的工作原理如下：双路卫星导航信号经过射频通道下变频后转换为中频模拟信号，送入A、B两路信号通道，信号经62MHz的10位高速A/D采样，首先进入一级输入滤波器（前端数字带通滤波器），A路的滤波器配置电路中心频率设计为46.52MHz，带宽20M；滤掉北斗二Ｂ3频点的带外信号；B路的滤波器配置电路中心频率设计为12.24MHz，带宽8M，滤掉GPS频点的带外信号；经过滤波后的信号分别进入A、B两路的干扰检测处理模块，先在干扰综合检测模块通过能量统计的方法检测信号中是否存在干扰，如果存在，则进入抗干扰处理模块，该模块采用自适应滤波的方法，处理掉干扰信号；再经过数字AGC进行输出功率控制，以输出稳定幅值的中频信号；如果不存在，信号处理类似于直通信号处理方式，直接输出经A/D采样后的数字信号，最终各路输出的数字中频信号的位宽为4bit；以上功能描述中，如果不需要进行抗干扰处理，或只需要接收一路卫星信号，抗干扰模块或闲置通路的电路可以通过门控时钟关闭，这样可以极大程度的降低芯片的功耗。
本发明的一个应用实例如图2所示。它是针对北斗卫星导航系统的实际联合应用，图2中的阵列天线单元1接收并输出双路卫星射频信号，经过下变频2后分别输出46.52MHz和12.24MHz的双路中频模拟信号，使其满足本系统卫星导航接收机4的信号输入要求，此时芯片3输出两路经过处理的北斗二和北斗一卫导中频信号，经数模转换变换后可直接应用于卫星导航接收机4。与背景技术中提到的传统应用如图1相比，传统的卫星导航接收机数模转换和抗干扰模块通过FPGA或分离器件搭建而成，其不但体积和功耗大，并且需要大量的调试工作才能使电路工作电路保持同步，同时针对不同的卫星导航系统需要进行重新的电路设计。如果应用于批量生产的设备，这样所带来的工作量是巨大的，并且也会产生诸多工程调试中的不稳定因素。
本发明芯片集成了双路信号处理通道，模数转换模块，抗干扰模块；这已能满足一般手持设备进行抗干扰卫星组合定位的应用，不仅体积小，而且功耗低于分离元件的50%。
在某些特殊应用下，本发明的应用还可以进一步扩展，例如需要同时接收和处理四路北斗卫星信号时，此时仅需要外接相同的本振源，并接两个芯片，就可将双路扩展为四路，这大大节约了新项目的开发成本和研制周期。

Claims (2)

1.一种北斗卫星导航抗干扰A/D芯片，包括模数转换模块、输入滤波器、干扰检测处理模块和数字AGC，其特征在于：双路卫星导航信号经过射频通道下变频后转换为中频模拟信号，送入A、B两路信号通道，信号经模数转换模块的10位高速A/D采样后，分别进入输入滤波器，所述的输入滤波器采用前端数字带通滤波器，A路的输入滤波器配置电路中心频率设计为46.52MHz，带宽20M，滤掉北斗二Ｂ3频点的带外信号；B路的滤波器配置电路中心频率设计为12.24MHz，带宽8M，滤掉GPS频点的带外信号；经过滤波后的信号分别进入A、B两路的干扰检测处理模块，均先在干扰综合检测模块通过能量统计的方法检测信号中是否存在干扰，如果存在，则进入抗干扰处理模块，采用自适应滤波的方法处理掉干扰信号；再经过数字AGC进行输出功率控制，以输出稳定幅值的中频信号；如果不存在干扰，信号处理类直接经过数字AGC输出。
2.根据权利要求1所述的北斗卫星导航抗干扰A/D芯片，其特征在于：所述的抗干扰模块在不需要进行抗干扰处理时通过门控时钟关闭；只需要接收一路卫星信号时，闲置通路通过门控时钟关闭。
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