CN117538902A - 用于天基北斗和陆基北斗融合定位的控制电路及芯片 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及定位信号控制技术领域，提供了用于天基北斗和陆基北斗融合定位的控制电路及芯片。该控制电路包括：耦合单元，基于所述定位信号生成主通道信号和检波信号并分别输出至主通道单元和检波单元；主通道单元，接收所述耦合单元发送的主通道信号和所述检波单元发送的控制信号，基于所述控制信号对所述主通道信号进行衰减处理并输出衰减处理后的主通道信号；检波单元，接收所述耦合单元发送的检波信号，基于所述检波信号以及预设的n个控制指标生成对应的n个控制信号，并将每一控制信号输出至对应的衰减模块。本公开实施例一方面可以增加定位信号的稳定性，另一方面大大减少因为迟滞量导致的定位异常。
Description
技术领域
本公开涉及定位信号控制技术领域，尤其涉及用于天基北斗和陆基北斗融合定位的控制电路及芯片。
背景技术
在室外暴露空间与非暴露空间例如隧道内想要进行无缝连续定位，一般会采用室外卫星叠加一种或多种区域定位技术，例如陆基北斗定位。卫星定位在室外空旷区域时，可自动切换选择北斗卫星系统定位，当进入无北斗信号的区域时，自动切换选择陆基北斗定位。天基北斗卫星距离地面很远，到达地面的信号功率普遍在-110dBm以下，而陆基北斗建立在地面，在距离基站附近的地方接收的信号功率很大，需要一种可以自动检测陆基信号大小进行信号功率控制的模块来保障陆基信号-80dBm以下。现有技术中通过单阈值检测来进行控制，但单阈值检测会导致信号输出非低即高，无法保证信号输出的稳定性。
发明内容
有鉴于此，本公开实施例提供了用于天基北斗和陆基北斗融合定位的控制电路，以解决现有技术中单阈值检测会导致信号输出非低即高，无法保证信号输出的稳定性的问题。
本公开实施例的第一方面，提供了一种用于天基北斗和陆基北斗融合定位的控制电路，包括：
耦合单元，用于接收天基北斗和/或陆基北斗的定位信号，基于所述定位信号生成主通道信号和检波信号并分别输出至主通道单元和检波单元；
主通道单元，其一接收端与所述耦合单元连接，另一接收端与检波单元连接，用于接收所述耦合单元发送的主通道信号和所述检波单元发送的控制信号，基于所述控制信号对所述主通道信号进行衰减处理并输出衰减处理后的主通道信号，其中，所述主通道单元设有n个串联的衰减模块，所述检波单元生成与n个与所述衰减模块一一对应的控制信号，所述n为大于1的正整数；
检波单元，其第三接收端与所述耦合单元连接，用于接收所述耦合单元发送的检波信号，基于所述检波信号以及预设的n个控制指标生成对应的n个控制信号，并将每一控制信号输出至对应的衰减模块。
在一些实施例中，每一衰减模块设有与同一控制信号连接的第一射频开关和第二射频开关，所述第一射频开关和第二射频开关之间连接有并联的直连通道以及设有衰减组件的衰减通道，所述第一射频开关和第二射频开关基于所述同一控制信号择一导通直连通道或衰减通道。
在一些实施例中，所述检波单元包括依次连接的第一信号放大器、功分器、检波模块和比较器，其中，所述检波模块包括n个并联的检波器，所述比较器输出n个控制信号。
在一些实施例中，所述第一信号放大器和功分器之前还设有滤波器。
在一些实施例中，所述滤波器和功分器之前还设有第二信号放大器。
在一些实施例中，至少一个检波器和所述功分器之间设有第三信号放大器。
在一些实施例中，每一衰减组件的衰减幅度相同。
在一些实施例中，每一衰减组件的衰减幅度为10db至50db；
优选地，每一衰减组件的衰减幅度为30db。
在一些实施例中，所述n为2，所述控制指标包括第一控制指标和第二控制指标。
在一些实施例中，所述第一控制指标的取值范围是-30～-50dBm，所述第二控制指标的取值范围是-60～-80dBm。
优选地，所述第一控制指标的取值范围是-50dBm，所述第二控制指标的取值范围是-80dBm。
本公开实施例的第二方面，提供了一种用于天基北斗和陆基北斗融合定位的芯片，其特征在于，所述芯片设有定位信号控制模块，所述定位信号控制模块包括前述控制电路。
本公开实施例的第三方面，提供了一种载具，所述载具设有定位模块，所述定位模块中设有用于定位的前述芯片。
有益效果
本公开实施例与现有技术相比存在的有益效果至少包括：通过设置多阈值来对定位信号进行检测和控制，一方面可以大大减少因为短时间的峰值、谷值误触发频繁动作，增加定位信号的稳定性，另一方面由于设置了多个控制指标，并且控制指标设在预设需求的动态范围内并留有余量，因此比较器迟滞量导致的比较偏差不会影响系统的定位稳定性，因此无需在比较器内设置迟滞量，大大减少因为迟滞量导致的定位异常。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本公开实施例提供的用于天基北斗和陆基北斗融合定位的控制电路的一些实施例的控制电路图；
图2是本公开实施例提供的衰减模块的电路图。
图3是本公开实施例提供的用于天基北斗和陆基北斗融合定位的控制电路的另一些实施例的控制电路图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。
另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关本公开相关的部分。在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
名词释义：
SMA：SubMiniature version A，超小型A版本连接器。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
本公开主要应用于解决天基北斗和陆基北斗融合定位时，陆基北斗信号功率过高需要精准衰减并保持稳定的问题。为了解决该问题，请参照图1，示出了本公开的示出了一些实施例的控制电路示意图，该控制电路包括：
耦合单元，用于接收天基北斗和/或陆基北斗的定位信号，基于所述定位信号生成主通道信号和检波信号并分别输出至主通道单元和检波单元。该天基北斗和/或陆基北斗的定位信号可以为直接接收的定位信号，也可以其他接收定位信号的组件(如SMA连接器等)处理后传输至耦合单元的定位信号，根据需要设置。耦合单元可以为定向耦合器，该耦合单元接收到定位信号(通常为射频信号)后，在保证主信号单元衰减尽可能小的情况下，将信号耦合到检波单元，从而保证主信号单元和检波单元的正常工作。作为示例，经过耦合单元进入主通道单元的信号有0.7dB的衰减，经过耦合器进入检波单元的信号有11dB的衰减。更具体地，-50dBm的射频信号输入经过耦合单元后，进入主通道单元的信号功率是-50.7dBm，进入检波单元的信号功率是-61dBm。
主通道单元，其一接收端与所述耦合单元连接，另一接收端与检波单元连接，用于接收所述耦合单元发送的主通道信号和所述检波单元发送的控制信号，基于所述控制信号对所述主通道信号进行衰减处理并输出衰减处理后的主通道信号，其中，所述主通道单元设有n个串联的衰减模块，所述检波单元生成与n个与所述衰减模块一一对应的控制信号，所述n为大于1的正整数。衰减模块可以指用于将主通道信号进行衰减的处理模块。作为示例，衰减模块可以指包括信号衰减器的处理模块。
检波单元，其第三接收端与所述耦合单元连接，用于接收所述耦合单元发送的检波信号，基于所述检波信号以及预设的n个控制指标生成对应的n个控制信号，并将每一控制信号输出至对应的衰减模块。
其工作原理如下：
天基北斗或陆基北斗定位信号经过耦合单元处理，耦合得到主通道信号和检波信号并分别传输至主通道单元和检波单元，检波单元检测当前定位信号，并基于n个控制指标来判断当前的定位信号是否需要进行衰减处理，并发送对应的n个控制信号至主通道单元中的各对应的衰减模块。
作为示例，主通道单元可以包括衰减模块1(减少10dB)，衰减模块2(衰减15dB)，衰减模块3(衰减30dB)，衰减模块4(衰减40dB)，检波单元中可以设置控制指标1(用于判断是否需要开启衰减模块1)，控制指标2(用于判断是否需要开启衰减模块2)，控制指标3(用于判断是否需要开启衰减模块3)，控制指标4(用于判断是否需要开启衰减模块4)。当判断需要开启衰减模块1、2、3、4中的至少一个时，则对应生成相应的控制信号，并发送至对应的衰减模块。根据衰减模块数量的不同，其需要设置的控制指标也不同，根据需要设置，在此不做具体限制。
本公开的上述各个实施例中的其中一个实施例的有益效果至少包括：通过设置多阈值来对定位信号进行检测和控制，一方面可以大大减少因为短时间的峰值、谷值误触发频繁动作，增加定位信号的稳定性，另一方面由于设置了多个控制指标，并且控制指标设在预设需求的动态范围内并留有余量，因此比较器迟滞量导致的比较偏差不会影响系统的定位稳定性，因此无需在比较器内设置迟滞量，大大减少因为迟滞量导致的定位异常。
如图2所示，在一些实施例中，每一衰减模块设有与同一控制信号连接的第一射频开关和第二射频开关，所述第一射频开关和第二射频开关之间连接有并联的直连通道以及设有衰减组件的衰减通道，所述第一射频开关和第二射频开关基于所述同一控制信号择一导通直连通道或衰减通道。当衰减模块对应的控制信号表示衰减开启时，第一射频开关和第二射频开关同时切换至上侧的衰减通道相应通道，以使主通道信号通过衰减通道传输并进行相应的信号衰减，进而将衰减后的主通道信号输出至下一衰减模块或输出端。反之，当衰减模块对应的控制信号表示无需衰减时，第一射频开关和第二射频开关同时切换至下侧的直连通道相应通道，以使主通道信号通过下侧的直连通道传输，进而将不进行信号衰减的主通道信号直接输出至下一衰减模块或输出端。
在一些实施例中，所述检波单元包括依次连接的第一信号放大器、功分器、检波模块和比较器，其中，所述检波模块包括n个并联的检波器，所述比较器输出n个控制信号。由于耦合到检波单元的检波信号强度较低，因此首先通过第一信号放大器对检波信号进行放大处理以进行后续分析。通过功分器将放大后的检波信号划分为多个通路(通路数量与衰减模块的数量相同)，以传输至比较器的不同接入端口，以针对不同的衰减模块(控制指标)进行比对，并判断是否开启/关闭对应的衰减模块。在导入比较器前，需要先将划分的多个通路的信号通过检波器进行分贝标度输出，以精准的进行射频脉冲检测。
在一些实施例中，所述第一信号放大器和功分器之前还设有滤波器。由于空间中存在各种不同频率不同制式的射频信号，因此需要设置滤波器来滤除频带外的干扰信号，提高功率检测的准确性。
通过滤波器去除杂波后，会导致信号强度降低导致较难对信号进行检测，因此在一些实施例中，所述滤波器和功分器之前还设有第二信号放大器，用于再次增大信号强度，便于后续分析计算。
在一些实施例中，至少一个检波器和所述功分器之间设有第三信号放大器。功分器将信号划分为多个通路时，部分通路的信号可能较弱，此时可以在对应的通路中加入第三信号放大器，以增加信号强度，方便后续进行分析计算。
作为一个示例，主通道单元可以包括衰减模块1(减少10dB)，衰减模块2(衰减15dB)，衰减模块3(衰减30dB)，衰减模块4(衰减40dB)，检波单元中可以设置控制指标1(用于判断是否需要开启衰减模块1)，控制指标2(用于判断是否需要开启衰减模块2)，控制指标3(用于判断是否需要开启衰减模块3)，控制指标4(用于判断是否需要开启衰减模块4)。当判断需要开启衰减模块1、2、3、4中的至少一个时，则对应生成相应的控制信号，并发送至对应的衰减模块。可见，衰减模块的数量越多，其计算复杂度越高，以及，衰减模块衰减幅度相同的比例越低，其计算复杂度越高。另外，由于组件对于信号传输有阻碍作用，因此复杂度越高对应的电路组件越多，其对信号的插损越高。
如图3所示，在一些实施例中，所述n为2，所述控制指标包括第一控制指标和第二控制指标。也即2个衰减模块是更优选择，可以在满足降低信号功率要求的基础上，进一步降低本电路的复杂度，减少信号插损。
在一些实施例中，每一衰减组件的衰减幅度相同，可以在满足降低信号功率要求的基础上，以进一步降低本电路的复杂度，减少信号插损。
在实际运行情境中，接收到的定位信号的功率范围往往是-20dBm至-110dBm，到达模块天线口的信号功率在-80dBm～-110dBm时，终端能稳定定位，大于-80dBm的信号会导致系统饱和。在具体使用时，可以将其转换为-80dBm至-110dBm，因此根据实际运行情况，在一些实施例中，每一衰减组件的衰减幅度为10db至50db。更优选地，每一衰减组件的衰减幅度为30db。以更适应实际需求。
在2个衰减模块前提下，根据实际运行情景，所述第一控制指标的取值范围是-30～-50dBm，所述第二控制指标的取值范围是-60～-80dBm。更优选地，所述第一控制指标的取值范围是-50dBm，所述第二控制指标的取值范围是-80dBm。以更适应本公开对应的使用场景。
作为一个具体示例，使用如图3所示的控制电路对定位信号进行处理后，效果如下：
1、检测到信号功率大于-50dBm的情况下，主信号链路的射频开关均切到衰减通道，此时功率控制模块整体插损约为63.7dB。
2、检测到信号功率小于-50dBm，大于-80dBm的情况下，主信号链路的射频开关1和2切到直通道，射频开关3和4切到衰减通道，此时功率控制模块整体插损约为33.7dB。
3、检测到信号功率小于-80dBm的情况下，主信号链路的射频开关均切到直通通道，此时功率控制模块整体插损约为3.7dB，噪声系数约为3.7dB。
由此可以看出，本公开的控制电路在将信号控制至要求范围的情况下，产生的插损也很低，效果突出。
在一些实施例中，本公开还提供了一种用于天基北斗和陆基北斗融合定位的芯片，该芯片设有定位信号控制模块，该定位信号控制模块包括如上述内容所述的控制电路模块，以更好地对天基北斗与陆基北斗融合使用。
在一些实施例中，本公开还提供了一种通讯设备，所述通讯设备设有上述用于天基北斗和陆基北斗融合定位的芯片。该通讯设备可以为各类移动设备如移动手机、移动平板等，还可以为固定通讯设备如固定电话、特定设备等，在此不做限定。
在一些实施例中，本公开还提供了一种载具，所述载具设有定位模块，所述定位模块中设有上述用于天基北斗和陆基北斗融合定位的芯片。载具可以指火车、高铁、各类大、中、小型客车(货车)等，在此不做限定。
以上描述仅为本公开的一些较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开的实施例中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开的实施例中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (13)
1.一种用于天基北斗和陆基北斗融合定位的控制电路，其特征在于，包括：
耦合单元，用于接收天基北斗和/或陆基北斗的定位信号，基于所述定位信号生成主通道信号和检波信号并分别输出至主通道单元和检波单元；
主通道单元，其一接收端与所述耦合单元连接，另一接收端与检波单元连接，用于接收所述耦合单元发送的主通道信号和所述检波单元发送的控制信号，基于所述控制信号对所述主通道信号进行衰减处理并输出衰减处理后的主通道信号，其中，所述主通道单元设有n个串联的衰减模块，所述检波单元生成与n个与所述衰减模块一一对应的控制信号，所述n为大于1的正整数；
检波单元，其第三接收端与所述耦合单元连接，用于接收所述耦合单元发送的检波信号，基于所述检波信号以及预设的n个控制指标生成对应的n个控制信号，并将每一控制信号输出至对应的衰减模块。
2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，每一衰减模块设有与同一控制信号连接的第一射频开关和第二射频开关，所述第一射频开关和第二射频开关之间连接有并联的直连通道以及设有衰减组件的衰减通道，所述第一射频开关和第二射频开关基于所述同一控制信号择一导通直连通道或衰减通道。
3.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述检波单元包括依次连接的第一信号放大器、功分器、检波模块和比较器，其中，所述检波模块包括n个并联的检波器，所述比较器输出n个控制信号。
4.根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于，所述第一信号放大器和功分器之前还设有滤波器。
5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述滤波器和功分器之前还设有第二信号放大器。
6.根据权利要求3所述的控制电路，其特征在于，至少一个检波器和所述功分器之间设有第三信号放大器。
7.根据权利要求1至6任一项所述的控制电路，其特征在于，每一衰减组件的衰减幅度相同。
8.根据权利要求7所述的控制电路，其特征在于，每一衰减组件的衰减幅度为10db至50db；
优选地，每一衰减组件的衰减幅度为30db。
9.根据权利要求8所述的控制电路，其特征在于，所述n为2，所述控制指标包括第一控制指标和第二控制指标。
10.根据权利要求9所述的控制电路，其特征在于，所述第一控制指标的取值范围是-30～-50dBm，所述第二控制指标的取值范围是-60～-80dBm；
优选地，所述第一控制指标的取值范围是-50dBm，所述第二控制指标的取值范围是-80dBm。
11.一种用于天基北斗和陆基北斗融合定位的芯片，其特征在于，所述芯片设有定位信号控制模块，所述定位信号控制模块包括权利要求1至10任一项所述的控制电路。
12.一种通讯设备，其特征在于，所述通讯设备设有如权利要求11所述的芯片。
13.一种载具，其特征在于，所述载具设有定位模块，所述定位模块中设有用于定位的如权利要求11所述的芯片。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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