CN201518058U

CN201518058U - 高精度gps、北斗双模授时型用户机

Info

Publication number: CN201518058U
Application number: CN2009202048048U
Authority: CN
Inventors: 朱辉
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-09-09
Filing date: 2009-09-09
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2019-09-09

Abstract

本实用新型涉及电子通信领域，尤其涉及一种用于高精度北斗卫星授时系统中的用户机，由GPS模块、ARM处理器、CPLD数字集成电路、DSP数字信号处理器电连接组成的射频信号处理单元与A/D转换器电连接，所述的高精度袖珍型GPS、北斗双模授时型用户机还设有北斗信号通道电路，北斗信号通道电路由依次电连接的射频接口、第一混频器、镜像抑制滤波器、第一中频放大、第二混频器、第二中频放大、正交解调器组成，并与A/D转换器电连接；北斗信号通道电路本振信号采用单片机、频率合成器、压控温补晶振电连接组成。本实用新型研制出高精度袖珍型GPS、北斗双模授时型用户机满足人们热切需求，填补各种用户机单一模式这一空白。

Description

高精度GPS、北斗双模授时型用户机

技术领域

本实用新型涉及电子通信领域，尤其涉及一种用于高精度北斗卫星授时系统中的用户机。

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。

随着北斗在技术上的不断完善，各种用户机相续不断问世。但都是单一模式，面对世界各国密切交流局势，单一模式已经满足不了人们的需求，且在性能和携带上也提出了高精度、轻便型要求。所以研制出高精度袖珍型GPS、北斗双模授时型用户机将满足人们这一方面热切需求，填补这一空白。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺陷和不足，而提供的一种能够保证较高的灵敏度和选择性的高精度袖珍型GPS、北斗双模授时型用户机。

本实用新型的目的可以通过以下措施来实现：

本实用新型的一种高精度袖珍型GPS、北斗双模授时型用户机，由GPS模块、ARM处理器、CPLD数字集成电路、DSP数字信号处理器电连接组成的射频信号处理单元与A/D转换器电连接，所述的高精度袖珍型GPS、北斗双模授时型用户机还设有北斗信号通道电路，北斗信号通道电路由依次电连接的射频接口、第一混频器、镜像抑制滤波器、第一中频放大、第二混频器、第二中频放大、正交解调器组成，并与A/D转换器电连接；北斗信号通道电路本振信号采用单片机、频率合成器、压控温补晶振电连接组成。

所述的GPS模块采用LEA-5模块、ARM处理器采用AT91FR40162处理器、CPLD数字集成电路采用XC3S1000-4FT256I集成数字电路、DSP数字信号处理器采用TMS320VC54X-BGA做数字信号处理器。

所述的北斗信号通道电路的第一混频器型号为IAM-81008、镜像抑制滤波器型号为声表面滤波DSF876.1、第一中频放大型号为BGA2001放大器、第二混频器型号为AD8347，第二中频放大与正交解调通过AD8347完成。

所述的本振信号采用的单片机型号为16F629、频率合成器型号为SI4133、压控温补晶振型号为CFPT-9006。

本实用新型的目的还可以通过以下措施来实现：

北斗部分其特征在于：选择二次变频方案，二次变频可以改善数字基带处理的捕获与跟踪性能以及本振泄漏、直流偏差等问题。结构包括依次连接的射频接口、第一混频器、镜像抑制滤波器、第一中频放大、第二混频器、第二中频放大、正交解调器。本用户机选用混频器为IAM-81008，由于第一中频为876MHz，带通滤波器选用声表面滤波型号为DSF876.1，通带为20MHz。由于输出的中频信号比较弱，要进行中频放大，选用IC放大器BGA2001宽带放大器进行放大。中频放大之后进入AD8347，由AD8347进行第二混频和正交解调。AD8347能够接收800MHz～2.7GHz范围内的RF输入并且直接将输入信号下变频为基带同相/正交分量，然后把这些正交分量送往一个高速ADC进行数字化。AD8347在片内集成了RF和基带可控制增益放大器，提供70dB的可变增益范围，可轻松实现复杂的宽动态范围接收设计。同时，它具有50MHz输出解调带宽，其信号输出具有优良的相位与幅度平衡度，正交相位精度可以达到1。，I/Q幅度不平衡控制在0.3dB(即3.5％)范围内，AD8347还集成了一个仅需要-10dBm驱动电平的缓冲本地振荡驱动器、基带电平检测器、DC失调调零电路，以及具有可调节DC共模电平的双通道差分输出放大器，能够直接驱动多种双通道ADC.AD8347输出信号再进入基带进行基带处理。

GPS部分其特征在于应用LEA-5模块处理，实现射频信号处理与基带信号处理，其内部集成了时钟源，所以无需外加时钟源.

控制部分特征在于选用AT91FR40162做微处理器，选用TMS320VC54X-BGA做数字信号处理器，选用CPLD XC3S1000-4FT256I集成数字电路。

本实用新型研制出高精度袖珍型GPS、北斗双模授时型用户机，同时满足人们对于不同需要的需求，填补各种用户机单一模式这一空白。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意方框图；

图2是本实用新型的北斗通道电路的结构示意方框图；

图3是本实用新型的中频处理与时钟电路原理图；

图4是本实用新型的本振部分电路原理图。

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。

结合图1、图3、图4，本实用新型的一种高精度袖珍型GPS、北斗双模授时型用户机，由GPS模块1、ARM处理器2、CPLD数字集成电路3、DSP数字信号处理器4电连接组成的射频信号处理单元与A/D转换器15电连接。本实用新型的高精度袖珍型GPS、北斗双模授时型用户机还设有北斗信号通道电路，北斗信号通道电路由依次电连接的射频接口5、第一混频器6、镜像抑制滤波器7、第一中频放大8、第二混频器9、第二中频放大10、正交解调器组成11，并与A/D转换器15电连接；北斗信号通道电路本振信号采用单片机12、频率合成器13、压控温补晶振14电连接组成。

本实用新型的高精度袖珍型GPS、北斗双模授时型用户机的GPS模块1采用LEA-5模块、ARM处理器2采用AT91FR40162处理器、CPLD数字集成电路3采用XC3S1000-4FT256I集成数字电路、DSP数字信号处理器4采用TMS320VC54X-BGA数字信号处理器；北斗信号通道电路的第一混频器6型号为IAM-81008、镜像抑制滤波器7型号为声表面滤波DSF876.1、第一中频放大8型号为BGA2001放大器、第二混频器9型号为AD8347、第二中频放大10与正交解调器11采用AD8347；本振信号采用单片机12型号为16F629、频率合成器13型号为SI4133、压控温补晶振14型号为CFPT-9006。

高精度袖珍型GPS、北斗双模授时型用户机的工作流程具体描述如下：射频接口接收到信后，如果是北斗信号，则进入北斗通道进行RF信号处理，再进入高速A/D转换器进行A/D转换，输出给基带；时钟信号由16.32MHzVCTCXO产生.如果是GPS信号，则进入GPS通道进行射频信号处理，此部分由集成电路LEA-5S来完成，它集成了GPS射频处理部分和基带处理部分及GPS时钟部分，微控电路选用ARM微处理器AT91FR40162，数字信号处理器选用TMS320VC54X-BGA，CPLD数字集成电路选用XC3S1000-4FT2561。

图2描述了对高精度袖珍型GPS、北斗双模授时型用户机中增加了北斗通道射频处理部分，北斗信号从射频接口输入，经第一混频器IAM-81008与本振电路产生的本振进行减频，再进入镜像抑制滤波器滤波，输出给第一中频放大电路放大，再与本振电路产生的本振进行第二次减频，输出再一次中频放大，最后进入正交解调器，本振信号由单片机16F629控制SI4133频率合成；基频信号由型号为CFPT-9006 16.32MHz压控温补晶振提供。

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.高精度袖珍型GPS、北斗双模授时型用户机，由GPS模块、ARM处理器、CPLD数字集成电路、DSP数字信号处理器电连接组成的射频信号处理单元与A/D转换器电连接，其特征在于：所述的高精度袖珍型GPS、北斗双模授时型用户机设有北斗信号通道电路，北斗信号通道电路由依次电连接的射频接口、第一混频器、镜像抑制滤波器、第一中频放大、第二混频器、第二中频放大、正交解调器组成，并与A/D转换器电连接；北斗信号通道电路本振信号采用单片机、频率合成器、压控温补晶振电连接组成。

2.根据权利要求1所述的高精度袖珍型GPS、北斗双模授时型用户机，其特征在于：所述的GPS模块采用LEA-5模块、ARM处理器采用AT91FR40162处理器、CPLD数字集成电路采用XC3S1000-4FT256I集成数字电路、DSP数字信号处理器采用TMS320VC54X-BGA做数字信号处理器。

3.根据权利要求1所述的高精度袖珍型GPS、北斗双模授时型用户机，其特征在于：所述的北斗信号通道电路的第一混频器型号为IAM-81008、镜像抑制滤波器型号为声表面滤波DSF876.1；第一中频放大型号为BGA2001放大器；第二混频、第二中频放大与正交解调通过AD8347处理器完成。

4.根据权利要求1或2所述的高精度袖珍型GPS、北斗双模授时型用户机，其特征在于：所述的本振信号采用的单片机型号为16F629、频率合成器型号为SI4133、压控温补晶振型号为CFPT-9006。