CN201804114U - 用于卫星导航系统的通讯模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于卫星导航系统的通讯模组，其包括天线接口；还包括低噪声放大电路、功率放大电路、射频电路和基带处理电路；低噪声放大电路和功率放大电路并联后连接在天线接口与射频电路之间，射频电路、基带处理电路相互连接；具有集成度高、体积小、功耗低、可靠性高的特点。

Description

用于卫星导航系统的通讯模组

技术领域

本实用新型属于卫星导航及通信领域，具体涉及用于卫星导航系统的通讯模组。

背景技术

“北斗一代”卫星导航系统为我国自主开发的区域卫星导航系统，覆盖我国全境及周边国家，整个系统由天空卫星、地面控制站和用户应用终端三个部分组成。用户应用终端具有定位、导航及短数据通信等功能，在定位、导航和通信领域具有广泛的应用。

目前，在卫星定位导航终端设计所用的主要模块中，GPS模组、无线通讯(GPRS/CDMA)模组、嵌入式处理器(如ARM7/ARM9)等相关产品具有比较成熟的解决方案。相比之下，由于北斗民用产品技术成熟度较弱，绝大多数民用终端厂商对北斗技术不了解。所以，北斗模块往往成为终端设计的瓶颈。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种用于卫星导航系统的通讯模组，该通讯模组将低噪声放大器、功率放大器、射频电路和基带处理电路集成为一体，具有集成度高、体积小、功耗低、可靠性高的特点，并提供标准的电气接口和编程接口，尤其适用于“北斗一代”卫星导航系统，无论是军用还是民用终端厂商，均可根据本通讯模组，快速地推出各种北斗应用终端产品。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：本用于卫星导航系统的通讯模组，包括天线接口；还包括低噪声放大电路、功率放大电路、射频电路和基带处理电路；低噪声放大电路和功率放大电路并联后连接在天线接口与射频电路之间，射频电路、基带处理电路相互连接。

所述的用于卫星导航系统的通讯模组，还包括用于与终端主控板进行电源与数据连接的电源和数据接口；电源和数据接口与基带处理电路相互连接。

所述的用于卫星导航系统的通讯模组，还包括与所述电源和数据接口相互连接的SIM卡插槽。

所述的用于卫星导航系统的通讯模组，还包括用于对所述通讯模组进行密封包装的金属屏蔽外罩。

所述低噪声放大电路包括依次连接的第一级带通滤波器、低噪声放大管、第一级放大器、第二级带通滤波器和第二级放大器，其中第一级带通滤波器与天线接口连接。

所述功率放大电路包括依次连接的放大器、带通滤波器、推动级功率放大器、功率放大管和低通滤波器，其中低通滤波器与天线接口连接。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、集成了低噪声放大电路、功率放大电路、射频电路和基带处理电路四部分功能电路，实现了对北斗一号卫星的双向定位通讯和短报文通讯功能。并提供标准的天线接口用于外接北斗专用天线，以及标准的电气接口和编程接口，与终端生产厂家的主控板连接。

2、将北斗系统的双向定位通讯和短报文通讯功能通过一块独立的专用模组来实现，因而终端厂商只需要按照标准的电气接口来完成硬件连接以及通过编程接口调用北斗的定位和短报文功能，大大降低了应用北斗系统的技术门槛。

附图说明

图1是本实用新型的硬件结构框图；

图2示意了射频电路的结构框图；

图3是基带处理电路的结构示意图；

图4是低噪声放大电路结构图；

图5是功率放大电路结构图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，本实用新型用于卫星导航系统的通讯模块，其硬件部分主要包括：低噪声放大电路，用于对天线接收下来的S波段射频信号进行放大和滤波；功率放大电路，用于将射频信号放大到10W功率，然后通过天线发射出去；射频电路，射频电路内部集成了接收通道和发射通道，其中接收通道包含了两次变频结构，主要功能是放大射频输入信号并下变频到最终的12.24MHz中频信号，然后再对其进行采样，输出两位A/D信号，发射通道的主要功能是将基带信号直接上变频为射频信号，然后输出至功率放大器；基带处理电路，用于完成调制/解调功能，即对接收下来的A/D信号进行解调和对发射信号进行调制；天线接口，直接与北斗卫星收发天线与馈线连接；电源和数据接口，通过标准通讯接口(可采用USB、Uart、RS232等标准通讯协议)与终端主控板进行电源与数据连接，可采用脚距2mm的双排22针接口；SIM卡插槽，插入北斗一号专用SIM卡(SIM卡接口为可选部件，也可由终端厂商在终端上部署)；金属屏蔽外罩，用于对本实用新型通讯模组进行密封包装，即对天线接口、低噪声放大电路、功率放大电路、射频电路、基带处理电路、电源和数据接口、SIM卡插槽所组成的通讯模组进行密封包装，从而降低了通讯模组内发射信号和接收信号的相互电磁干扰以及对外部的电磁干扰。低噪声放大电路和功率放大电路并联后连接在天线接口与射频电路之间，射频电路、基带处理电路、电源和数据接口依次相互连接，SIM卡插槽与电源和数据接口相互连接。

如图2所示，射频电路在接收部分采用两次变频结构，前端为与低噪声放大器连接的第一混频器，射频输入信号经低噪声放大器放大后由第一混频器下变频到频率为213MHz的第一中频信号；第一中频信号输入到中频滤波器中，从而滤掉镜像信号和带外干扰信号，再经放大器进入第二混频器；第二混频器将第一中频信号变为频率为12.24MHz的第二中频信号。发射部分首先将输入码流转换成差分模拟信号，由低通滤波器滤波后采用第三混频器将基带信号直接调制到双带射频信号，最后采用射频衰减器以调整射频信号输出至功率放大器。

基带处理电路的结构如图3所示，包括：内嵌ARM芯片(即硬件ARM结构)，利用单片机结构，通过软件算法完成信号调制/解调功能，即对接收下来的A/D信号进行解调和对发射信号进行调制；北斗卫星专用通讯模块提供软件API接口，终端的软件通过API接口的调用，实现北斗短信息传输和定位信息功能。API接口主要包括：SIM卡查询、SIM卡信息返回、定位申请、定位信息、功率监测申请、功率监测返回值、发送信息、接收信息。

如图4所示，低噪声放大电路主要包括依次连接的第一级带通滤波器、低噪声放大管、第一级放大器、第二级带通滤波器和第二级放大器，其中第一级带通滤波器与天线接口连接；所要达到的技术指标为：增益G)40dB，输入驻波比＜1.5，带内平坦度±0.5dB，噪声系数≤1.6。第一级带通滤波器主要起收发隔离作用，其差损＜0.8，驻波＜1.5；第二级带通滤波器起滤波和抑制作用。低噪声放大管用于匹配噪声系数(≤1.6)和驻波(＜1.5)，因为低噪声放大管一级放大不足以达到总增益要求，所以要加入匹配好的第一和第二级放大器。

功率放大电路的结构如图5所示，该部分所要达到的技术指标：增益G＞45dB，1dB压缩点：40dBm，本振抑制≥30dB。该部分包括依次连接的放大器、带通滤波器、推动级功率放大器、功率放大管和低通滤波器，其中低通滤波器与天线接口连接。推动级功率放大器使输出功率达到30dBm；功率放大管将输出信号放大到10W；低通滤波器主要起收发隔离作用，要求其差损在0.2左右，驻波＜1.3。

本实用新型的工作流程如下：

接收时，天线接收下来的S波段射频信号传输至低噪声放大电路，低噪声放大电路对信号进行放大和滤波后将信号传输至射频电路，射频电路的接收通道包含了两次变频结构，主要功能是放大射频输入信号并下变频到最终的12.24MHz中频信号，然后再对其进行采样，输出两位A/D信号至基带处理电路，基带处理电路进行扩频码同步与解扩、载波同步与解调、帧同步、译码校验，计算出数据结果后将所述数据结果传输至数据接口，由终端系统调用。

发射时，基带处理电路将数据接口传来的指令和数据经编码、扩频和滤波后，产生基带信号并传输至射频电路，射频电路将基带信号直接上变频为射频信号，然后输出至功率放大电路，功率放大电路将射频信号放大到10W功率，然后通过天线发射出去。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.用于卫星导航系统的通讯模组，包括天线接口，其特征在于：还包括低噪声放大电路、功率放大电路、射频电路和基带处理电路；低噪声放大电路和功率放大电路并联后连接在天线接口与射频电路之间，射频电路、基带处理电路相互连接。

2.根据权利要求1所述的用于卫星导航系统的通讯模组，其特征在于：还包括用于与终端主控板进行电源与数据连接的电源和数据接口；电源和数据接口与基带处理电路相互连接。

3.根据权利要求2所述的用于卫星导航系统的通讯模组，其特征在于：还包括与所述电源和数据接口相互连接的SIM卡插槽。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的用于卫星导航系统的通讯模组，其特征在于：还包括用于对所述通讯模组进行密封包装的金属屏蔽外罩。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的用于卫星导航系统的通讯模组，其特征在于：所述低噪声放大电路包括依次连接的第一级带通滤波器、低噪声放大管、第一级放大器、第二级带通滤波器和第二级放大器，其中第一级带通滤波器与天线接口连接。

6.根据权利要求1所述的用于卫星导航系统的通讯模组，其特征在于：所述功率放大电路包括依次连接的放大器、带通滤波器、推动级功率放大器、功率放大管和低通滤波器，其中低通滤波器与天线接口连接。

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