CN103529460A - 卫星导航抗干扰a/d芯片 - Google Patents

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张琦
胡霄
张文华
操炜鼎
石峰
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Abstract

本发明提供了一种卫星导航抗干扰A/D芯片，同时集成有模数转换和抗干扰两大模块；接收经下变频后的中频模拟信号，输出4位数字信号，芯片先对输入信号进行A/D采样，再经过抗干扰检测和处理，使芯片能依据不同的干扰类型进行抗干扰处理，输出北斗二等不同的卫星导航接收机所需的中频数字信号。本发明能接收和处理不同干扰类型的卫星导航中频信号，满足北斗二等卫星导航系统的应用要求。

Description

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，具体涉及抗窄带干扰的卫星导航抗干扰A/D芯片，可通过配置实现北斗二B3频点的接收和抗干扰需求。
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，接收端针对抗窄带干扰的数字信号处理通常采用FPGA和抗干扰单芯片加A/D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；采用单芯片加A/D方式会大幅增加电路连接的管脚数目，导致功耗、体积增大；而如果在接收机芯片中进行抗干扰处理，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卫星导航接收机系统的抗干扰A/D芯片，以接收和处理不同干扰类型的卫星导航中频信号，满足北斗二等卫星导航系统的应用要求。
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。
空间卫星模拟中频信号经模数转换模块进行10位高速A/D采样后，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，滤掉北斗二卫星导航系统的Ｂ3频点20M带宽的带外信号；经过滤波的信号输入干扰检测处理模块，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，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，信号直接经过数字AGC输出。
所述的抗干扰处理模块在不进行抗干扰处理时通过门控时钟关闭。
本发明的有益效果是：
1）本发明由于将模数转换功能和抗干扰功能集成于一个芯片单元中，降低了电路设计的成本和复杂度；
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）本发明芯片由于将能同时完成输入中频信号的A/D和抗干扰功能，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。
附图说明
图1为传统卫星导航抗干扰系统框图；
图2为本发明卫星导航抗干扰A/D芯片结构图；
图3为本发明卫星导航抗干扰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，同时集成有模数转换和抗干扰两大模块；接收经下变频后的中频模拟信号，输出4位数字信号，芯片先对输入信号进行A/D采样，再经过抗干扰检测和处理，使芯片能依据不同的干扰类型进行抗干扰处理，输出北斗二等不同的卫星导航接收机所需的中频数字信号。
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：空间卫星模拟中频信号进入芯片后，经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），滤掉北斗二卫星导航系统的Ｂ3频点20M带宽的带外信号；经过滤波的信号输入干扰检测处理模块，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。以上功能描述中，如果不进行抗干扰处理，抗干扰模块的闲置电路通过门控时钟是关闭的，这样可以极大程度的降低芯片的功耗。最终输出的数字中频信号的位宽为4bit。
本发明的一个应用实例如图2所示。它是在北斗二卫星导航系统上的实际应用，图2中北斗二阵列天线单元1输出卫星射频信号，经过下变频2后输出中频模拟信号，使其满足北斗二卫星导航系统接收机4信号输入要求，此时芯片3输经过处理的北斗二卫星导航中频信号，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。
本发明芯片集成了抗干扰信号处理通道，模数转换模块；这已能满足一般手持设备进行抗干扰卫星定位的应用，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两路北斗二B3信号时，此时仅需要外接相同的本振源，并接两个芯片，就可将单路扩展为双路，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：空间卫星模拟中频信号经模数转换模块进行10位高速A/D采样后，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，滤掉北斗二卫星导航系统的Ｂ3频点20M带宽的带外信号；经过滤波的信号输入干扰检测处理模块，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，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，信号直接经过数字AGC输出。
2.根据权利要求1所述的卫星导航抗干扰A/D芯片，其特征在于：所述的抗干扰处理模块在不进行抗干扰处理时通过门控时钟关闭。
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