CN201440169U - 一种室外用模块化授时型gps接收机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种室外用模块化授时型GPS接收机，包括GPS信号接收放大模块、接收机数字处理模块和外壳，所述外壳包括介质材料上外罩和下安装座，所述GPS信号接收放大模块、接收机数字处理模块安装于下安装座上，由介质材料上外罩实现封装，再通过航空接头直接与基站软、硬件通讯接口相连接。本实用新型简捷的实现了利用GPS卫星信号提供授时实现通讯中的时间同步，并因为由单独的模块组合而成，针对不同的需求只需变动相应的模块，就可实现不同的授时GPS要求，提高了一次性设计的适用广泛性，既具有GPS接收机全天候、高精度自动化特点，又具有体积小、重量轻安装简便、设计灵活方便的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及GPS(Globol Positoning System，全球定位系统)在移动通信基站领域中的应用，尤其涉及利用GPS卫星提供的高精度时间标准进行授时以实现无线电通信系统中的时间同步。
背景技术
全球定位系统(Globol Positoning System)，以全天候、高精度、自动化等优点成功应用于测量、定位、授时等各个领域。在移动通信基站领域常利用GPS卫星提供的高精度时间标准信号进行授时，用于无线电通讯系统中的时间同步。对这种GPS接收机不仅要求实时、高精度，而且要求体积小、重量轻，和基站天线一起安装于室外自然环境，射频模拟信号与数字信号处理高度集成，这就给GPS接收机的设计提出了很多新的要求。美国专利号5272485公开了一种GPS有源天线，只包括模拟信号处理部分，由无源天线和低噪声放大器两部分组成，无源的陶瓷介质天线接收卫星信号后经低噪声放大器放大，通过射频电缆送到位于机房内的接收机，接收机将模拟信号解码，进行数字信号处理。这种常规的方式使得基站收星授时出现问题时工程无法辨别是由于GPS天线问题还是基站内数字信号处理部分出问题，加大了解决问题的难度，随着当前基站小型化及节省建站成本的需求，越来越多的运营商希望将GPS天线及数字处理集成在一起，输出数字授时信号到基站交换机，信号选择用485/422屏蔽双绞线进行传输。
实用新型内容
本实用新型所要解决的问题是提供一种传输距离远、抗干扰能力强、工程施工及后期维护也更为容易的室外用模块化授时型GPS接收机。
为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：室外用模块化授时型GPS接收机包括GPS信号接收放大模块、接收机数字处理模块和外壳，所述外壳包括介质材料上外罩和下安装座，所述GPS信号接收放大模块、接收机数字处理模块安装于下安装座上，由介质材料上外罩实现封装，再通过航空接头直接与基站软、硬件通讯接口相连接。
上述方案中，所述GPS信号接收放大模块包括GPS天线模块和低噪声放大器电路，GPS天线模块接收GPS授时信号后经过低噪声放大器电路放大及滤波后进入接收机数字处理模块，所述接收机数字处理模块包括接收解码模块、驱动模块与通讯接口，所述放大后的信号经接收解码模块进行接收和解码信号处理后，转变为数字信号，该数字信号通过驱动模块进行驱动后与所需通讯接口匹配，尔后通过防雷防静电电路与12芯航空接头相连，12芯航空接头其中的两芯为电路提供电源，电源经防雷防静电电路后由DC-DC(电压转换器)转换为电路中需要的电源。
上述方案中，所述的GPS信号接收放大模块包括一双面覆铜板，双面覆铜板上层表面安装有陶瓷介质微带GPS天线模块以接收GPS卫星信号，接收的信号通过天线上的探针直接耦合到下层的带有前置滤波器的低噪声放大器电路进行射频电路放大及带外滤波。
为了防止无用信号的干扰，所述下安装座内壁表面喷涂金属漆以起电磁屏蔽作用。
本实用新型的有益效果是：本实用新型采用航空接头直接与基站软、硬件通讯接口相连接，从而很简捷的实现了利用GPS卫星信号提供授时实现通讯中的时间同步，并因为由单独的模块组合而成，针对不同的需求只需变动相应的模块，就可实现不同的授时GPS要求，提高了一次性设计的适用广泛性，既具有GPS接收机全天候、高精度自动化特点，又具有体积小、重量轻安装简便、设计灵活方便的优点。
附图说明
以下结合附图及具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明：
图1为本实用新型具体实施方式的整体结构示意图；
图2为本实用新型具体实施方式的GPS信号接收放大模块示意图；
图3为本实用新型具体实施方式的接收机数字处理模块结构示意图；
图4为本实用新型具体实施方式的外壳结构示意图；
图5为本实用新型具体实施方式的电路原理框图。
具体实施方式
如图1所示，室外用模块化授时型GPS接收机包括GPS信号接收放大模块1、接收机数字处理模块2和外壳3，外壳3包括介质材料上外罩31和下安装座32，GPS信号接收放大模块1、接收机数字处理模块2安装于下安装座上32，由介质材料上外罩31实现封装，再通过12芯航空接头4直接与基站软、硬件通讯接口相连接。
如图2所示，GPS信号接收放大模块1包括一双面覆铜板10，双面覆铜板10上层表面安装有陶瓷介质微带GPS天线模块11以接收GPS卫星信号，该天线工作频率1575.42MHz，极化方式为右旋圆极化，增益4dBi，为了减少馈线的损耗，接收信号不经射频电缆而是通过天线上的探针直接耦合到下层的低噪声放大器电路12，低噪声放大器电路12带前置滤波器，带外100M抑制达70dBC以上，有效增益可根据不同的系统需求设计成不同增益，噪声系数小于1.8dB，滤波后的信号进入第一级低噪放电路，第一级低噪放采用单片放大电路，噪声0.75，经第一级放大后的信号进入第一级窄带滤波器，窄带滤波器的强带外抑制将带外信号进行进一步抑制，尔后进入第二级放大电路，第二级放大器采用噪声1.5左右的单片放大电路，经过再放大的信号进入第二级窄带滤波器，此时输出的信号带外100M可有效抑制到70dBC，这样的电路方式也最大限度的降低了产品噪声。
如图3所示，接收机数字处理模块2包括接收解码模块21、驱动模块与通讯接口22，信号放大后通过射频电缆，进入接收机数字处理模块2，经接收解码模块21进行接收和解码信号处理后，转变为数字信号，输出信息遵循NMEA-0183协议，有效输出差分1PPS脉冲信号，该信号可根据用户要求调节脉冲信号采用上升沿或下降沿与UTC时间同步，1PPS脉冲宽度可调，同时输出位置、速度、当前卫星等信息，该数字信号通过驱动模块进行驱动后与所需通讯接口匹配，尔后通过防雷防静电电路23与12芯航空接头4相连，12芯航空接头4其中的两芯为电路提供电源，电源经防雷防静电电路23后由DC-DC(电压转换器)转换为电路中需要的电源。
如图4所示为外壳结构示意图，外壳包括介质材料上外罩31和下安装座32，通过螺纹连接在一起，外壳的上部分上外罩31为球面，对于卫星信号该介质材料是“透明“的，即卫星信号可以无损耗的穿过上外罩31到达接收天线，外壳的下部分下安装座32不仅起到安装的作用，其内壁表面上还喷涂了金属漆，起到了电磁屏蔽作用，防止无用信号的干扰。
图5为本实用新型具体实施方式的电路原理框图，GPS天线接收GPS授时信号后，经过LNA(低噪声放大器电路)合理的射频电路放大及带外滤波，放大滤波后的信号通过射频电缆进入接收机信号处理模块，接收解码模块输出的数字信号进入驱动模块被有效驱动为485/422电平，尔后通过防雷防静电电路与12芯航空接头相连，12芯航空接头其中的两芯为电路提供电源，电源经防雷防静电电路后由DC-DC转换为电路中需要的电源。
Claims (4)
1.一种室外用模块化授时型GPS接收机，其特征在于：所述室外用模块化授时型GPS接收机包括GPS信号接收放大模块、接收机数字处理模块和外壳，所述外壳包括介质材料上外罩和下安装座，所述GPS信号接收放大模块、接收机数字处理模块安装于下安装座上，由介质材料上外罩实现封装，再通过航空接头直接与基站软、硬件通讯接口相连接。
2.如权利要求1所述室外用模块化授时型GPS接收机，其特征在于：所述GPS信号接收放大模块包括GPS天线模块和低噪声放大器电路，GPS天线模块接收GPS授时信号后经过低噪声放大器电路放大及滤波后进入接收机数字处理模块，所述接收机数字处理模块包括接收解码模块、驱动模块与通讯接口，所述放大后的信号经接收解码模块进行接收和解码信号处理后，转变为数字信号，该数字信号通过驱动模块进行驱动后与所需通讯接口匹配，尔后通过防雷防静电电路与12芯航空接头相连，12芯航空接头其中的两芯为电路提供电源，电源经防雷防静电电路后由DC-DC转换为电路中需要的电源。
3.如权利要求2所述室外用模块化授时型GPS接收机，其特征在于：所述的GPS信号接收放大模块包括一双面覆铜板，双面覆铜板上层表面安装有陶瓷介质微带GPS天线模块以接收GPS卫星信号，接收的信号通过天线上的探针直接耦合到下层的带有前置滤波器的低噪声放大器电路进行射频电路放大及带外滤波。
4.如权利要求3所述室外用模块化授时型GPS接收机，其特征在于：所述下安装座内壁表面喷涂金属漆以起电磁屏蔽作用。
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