CN201479126U

CN201479126U - 北斗全功能、高集成收发组件

Info

Publication number: CN201479126U
Application number: CN2009202043970U
Authority: CN
Inventors: 朱辉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-09-09
Filing date: 2009-09-09
Publication date: 2010-05-19
Anticipated expiration: 2019-09-09

Abstract

本实用新型涉及电子通信领域，尤其涉及一种用于北斗卫星导航定位授时系统中的北斗全功能、高集成收发组件，包括依次连接的射频前级滤波器、低噪声放大器、第一混频器、镜像抑制滤波器、第二混频器；从所述射频前级滤波器滤波后的输入信号通过多级下变频方式与本振信号进行减频混合，产生中频输出信号从所述第二混频器输出端输出。本实用新型的北斗全功能、高集成收发组件将高频输入信号通过多级下变频方式与本振信号进行减频混合滤波，产生高精度的中频输出信号更容易进行后续基带处理，新的设计结构也有利于放大器的稳定，另外滤波器的Q值不必设计太大，减小了制造难度。

Description

北斗全功能、高集成收发组件

技术领域

本实用新型涉及电子通信领域，尤其涉及一种用于北斗卫星导航定位授时系统中的北斗全功能、高集成收发组件。

背景技术

北斗卫星导航定位系统，是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信系统(CNSS)，是除美国的GPS、俄罗斯的GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。该系统由三颗卫星组成北斗卫星定位系统，地面部份分为地面控制中心以及北斗用户接收终端，总共三部分组成。北斗定位系统可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务，定位精度可达数十纳秒(ns)的同步精度，其精度与GPS相当。

目前卫星移动接收机的作用就是从众多的电波中选出规定的频带，并放大到调制解调器所要求的电平值后再由调制解调器解调出基带信号，进而进行数字处理。由于传播路径上的损耗和各种频率相互调制形成的频率干扰，接收到的卫星信号往往是变化和微弱的，因此接收机的主要指标是保证较高的灵敏度和选择性。卫星移动接收机从变频结构上划分接收机可以分为外差式接收机、零中频接收机和数字中频接收机三种。

由于“北斗”信号的载波频率高达2.5GHz，接收机天线单元接收并提供给射频单元的信号频率很高而信道带宽又很窄，要直接滤出所需信道，则需Q值非常大的滤波器，至少目前的技术水平难以满足这一指标；另外由于高频电路在增益、精度和稳定性等方面的问题，在高频范围直接对卫星信号进行解调很不现实，现有的卫星接收机都难以有效的滤波和变频处理信号。

发明内容

随着无线通信技术的不断完善，仅能通信已经满足不了人们对通信设备的需求，还得携带方便。作为将来在民用通信和国防通信中都将占重要地位的北斗通信用户机更是如此，所以研制出一款全功能、高集成收发北斗组件对用户机的体积缩小来说将有很重要的意义。

为克服现有技术的不足，本实用新型实例提供了一种北斗全功能、高集成收发组件，将高频输入信号通过多级下变频方式与本振信号进行减频混合滤波，产生高精度的中频输出信号更容易进行处理，新的设计结构也提高了放大器的稳定性，减小了特定滤波器的制造难度。

本实用新型实施例提供了一种北斗全功能、高集成收发组件，包括依次连接的射频前级滤波器、低噪声放大器、第一混频器、镜像抑制滤波器、第二混频器；从所述射频前级滤波器滤波后的输入信号通过多级下变频方式与本振信号进行减频混合，产生中频输出信号从所述第二混频器输出端输出。

进一步，所述接收机还包括第一中频放大器和第二中频放大器，用于分别补偿第一混频器和第二混频器的损耗；所述接收机的电路结构为：带接收天线的所述射频前级滤波器、所述低噪声放大器、所述第一混频器、所述镜像抑制滤波器、所述第一中频放大器、所述第二混频器、所述第二中频放大器依次连接。这样产生中频输出信号经放大补偿后从所述第二中频放大器输出端输出。

进一步，所述射频前级滤波器采用单向通路和反向隔离电路设计。

再进一步，所述镜像抑制滤波器实现镜像抑制，根据所述第一混频器输出的中频信号频率大小匹配调整镜像抑制滤波器的通频带带宽。

本实用新型的北斗全功能、高集成收发组件采用射频前级滤波器、低噪声放大器、第一混频器、镜像抑制滤波器、第二混频器依次连接的方式，将高频输入信号通过多级下变频方式与本振信号进行减频混合滤波，产生高精度的中频输出信号更容易进行后续基带处理，新的设计结构也有利于放大器的稳定，另外滤波器的Q值不必设计太大，减小了制造难度。

整个模块的结构设计简单，制造成本低，广泛适用于各种手持用户机、车载用户机、卫星定位、授时仪等设备中。

附图说明

图1是本实用新型实例一提供的北斗全功能、高集成收发组件结构示意方框图；

图2是本实用新型实例二提供的北斗全功能、高集成收发组件结构示意方框图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

如图1所示，本实用新型实施例一提供了一种北斗全功能、高集成收发组件，其包括依次连接的射频前级滤波器1、低噪声放大器2、后级滤波器与高放3、第一混频器4、镜像抑制滤波器5、第二混频器6；从所述射频前级滤波器1滤波后的输入信号通过多级下变频方式与本振信号进行减频混合，产生中频输出信号从所述第二混频器6输出端输出。

作为一种改进后的实施方式，如图2所示，本实用新型实施例二提供了一种北斗全功能、高集成收发组件，还包括第一中频放大器7和第二中频放大器8，用于分别补偿第一混频器4和第二混频器6的损耗。所述接收机的电路结构为：带接收天线的所述射频前级滤波器1、所述低噪声放大器2、后级滤波器与高放3、所述第一混频器4、所述镜像抑制滤波器5、所述第一中频放大器7、所述第二混频器6、所述第二中频放大器8依次连接。从所述射频前级滤波器1滤波后的输入信号通过多级下变频方式与本振信号进行减频混合，产生中频输出信号从所述第二中频放大器8输出端输出。

由于“北斗卫星”发射信号的载波频率高达2.5GHz，接收机天线单元接收并提供给射频单元的信号频率很高而信道带宽又很窄，要直接滤出所需信道，则需Q值非常大的滤波器，至少目前的技术水平难以满足这一指标；另外由于高频电路在增益、精度和稳定性等方面的问题，在高频范围直接对卫星信号进行解调很不现实，另外考虑到前端增益较大，多级变频可以将增益分配在各个环节进行，有利于放大器的稳定，所以本实用新型实施例的北斗全功能、高集成收发组件采用外差式接收机，通过两级下变频方式将输入信号载波变换到合适的中频输出信号。

外差式接收机就是对外来的输入信号进行两次混频后将频率逐渐降低，信号频率ω_RF与本振信号ω_LO混频后得到中频信号ω_IF＝ω_RF-ω_LO，经过几次这样的下变频，再通过放大和滤波最终得到想要的信号。

采用外差式接收的好处主要是中频比载波低很多，便于基带处理。通频带公式为：

BW_3dB＝f₀/Q

由此可知同样带宽的信号在较低的中频上对有用信道进行选取要比在载频上选取对滤波器的Q值要求低很多。

由于卫星无线电信号很微弱，前端的增益一般要达到100-200dB。为了放大器的稳定和避免振荡，在一个频带内的放大器其增益一般不超过50-60dB。采用外差式接收方案后增益被分配到了高频、中频和基带三个频段上，有利于放大器的稳定。

天线与射频前级滤波器1为一体，射频前级滤波器1为带接收天线的射频前级滤波器。

图2中，北斗全功能、高集成收发组件中各个模块功能如下：

(a)所述射频前级滤波器具有良好的单向性能和良好的反向隔离性，防止除接收频率以外的干扰信号从接收天线进入，同时还防止本振(或发射)信号通过接收天线泄漏。

(b)所述低噪声放大器2是补偿预选器的损耗、提高接收机系统的信噪比、加强混频器/本振电路与输入端口之间的隔离。所述射频前级滤波器采用单向通路和反向隔离电路设计。

(c)所述镜像抑制滤波器5主要是实现镜像抑制，在低噪声放大器2后必须有抑制，否则低噪声放大器2的噪声系数会由于放大后的镜像噪声混频进入信道而成倍增加。所述镜像抑制滤波器5根据所述第一混频器4输出的中频信号频率大小匹配调整镜像抑制滤波器5的通频带带宽，第一混频器4输出的中频信号频率越高镜像抑制滤波器5的通频带越宽。

(d)所述第一混频器4是将天线接收的信号与第一本振信号相减，产生第一中频信号；所述第二混频器6是将第一中频信号与第二本振信号相减，产生第二中频输出信号。

(e)所述第一中频放大器7和第二中频放大器8的作用为补偿混频器的损耗，使系统增益满足设定的要求。

需要说明的是，上述实施例中的北斗全功能、高集成收发组件还可采用三级或更多级下变频方式与本振信号进行减频混合，产生中频输出信号，其增加的混频器和中频放大器连接方式如实施例二的原理一样，这里不在重复说明。

北斗卫星定位导航系统的建立可为我国陆地、海洋、空中和空间的各类军事和民用提供多种业务保障，如陆上的大地测量、地震预报、各种车辆的运输调度、森林防火、地质勘探和国土开发、航海、航空的安全航行和交通管制、空间飞行器的定位和测控，以及定时授时、移动通信、搜索救援等。

北斗全功能、高集成收发组件的结构设计简单，制造成本低，可广泛适用于各种移动的手机，车载导航仪，航海、航空的卫星接收导航仪等设备中。

以上所述是本实用新型的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.北斗全功能、高集成收发组件，其特征在于所述的收发组件包括依次连接的频带选择滤波器、低噪声放大器、第一混频器、镜像抑制滤波器、第二混频器；所述频带选择滤波器滤波后的输入信号通过多级下变频方式与本振信号进行减频混合，产生中频输出信号从所述第二混频器输出端输出。

2.根据权利要求1所述的北斗全功能、高集成收发组件，其特征在于，所述的收发组件还设有第一中频放大器和第二中频放大器，用于分别补偿第一混频器和第二混频器的损耗；所述模块的电路结构为：带接收天线的所述频带选择滤波器、所述低噪声放大器、所述第一混频器、所述镜像抑制滤波器、所述第一中频放大器、所述第二混频器、所述第二中频放大器依次连接。

3.根据权利要求1或2所述的北斗全功能、高集成收发组件，其特征在于，所述频带选择滤波器采用单向通路和反向隔离电路设计。