CN210514629U - 用于gnss接收机的放大电路及gnss接收机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于GNSS接收机的放大电路及GNSS接收机，该放大电路包括：依次连接的第一带通滤波器、第一放大器、高通滤波器、第二带通滤波器和第二放大器；第一带通滤波器用于滤除GNSS接收机的卫星天线所接收的无线信号中导航频段以外的信号；第一放大器用于放大第一带通滤波器的输出信号；高通滤波器用于滤除第一放大器的输出信号中的4G低频段信号；第二带通滤波器用于滤除高通滤波器的输出信号中导航频段以外的信号；第二放大器用于将第二带通滤波器的输出信号放大并输出。本实用新型提供的用于GNSS接收机的放大电路及GNSS接收机，降低了4G低频段信号对于GNSS接收机的干扰，提高了GNSS接收机的测量精度。

Description

用于GNSS接收机的放大电路及GNSS接收机

技术领域

本实用新型实施例涉及无线通信技术领域，具体涉及用于全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System，简称：GNSS)接收机的放大电路及GNSS接收机。

背景技术

GNSS是一种能够在地球表面或者近地空间的任何地点为用户提供全天候的3维坐标、速度以及时间信息的空基无线电导航定位系统。GNSS接收机是一种利用全球导航卫星系统实现导航/定位的设备。为了满足高精度的要求，GNSS接收机通常都要求进行多系统全频段覆盖，例如需要覆盖北斗卫星导航系统(BeiDou Navigation Satellite System，简称：BDS)、全球定位系统(Global Positioning System，简称：GPS)以及格洛纳斯(GLONASS)的频段。

为了丰富GNSS接收机的功能，现有GNSS接收机通常还会集成Wi-Fi天线、蓝牙天线以及第四代移动通信技术(the 4th Generation mobile communication technology，简称：4G)天线等辅助天线中的一种或者多种。为了满足GNSS接收机小型化的需求，这些辅助天线通常会紧密的排布在GNSS接收机的卫星天线的周围，容易对GNSS接收机在某些频段的正常工作形成干扰，影响GNSS接收机的测量精度。以4G天线为例，由于4G天线覆盖频率宽，包括4G低频段(869MHz-960MHz)和4G高频段(1710MHz-2700MHz)，其中4G低频段靠近1164MHz-1278MHz的导航频段，将会对该导航频段内卫星信号的接收产生严重干扰，而现有GNSS接收机无法有效抑制4G低频段信号的干扰，测量精度低。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种用于GNSS接收机的放大电路及GNSS接收机，用以降低4G低频段信号对于GNSS接收机的干扰，解决GNSS接收机测量精度低的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供一种用于GNSS接收机的放大电路，包括：

依次连接的第一带通滤波器、第一放大器、高通滤波器、第二带通滤波器和第二放大器；

第一带通滤波器用于滤除GNSS接收机的卫星天线所接收的无线信号中导航频段以外的信号；

第一放大器用于放大第一带通滤波器的输出信号；

高通滤波器用于滤除第一放大器的输出信号中的4G低频段信号；

第二带通滤波器用于滤除高通滤波器的输出信号中导航频段以外的信号；

第二放大器用于将第二带通滤波器的输出信号放大并输出。

可选的，第一带通滤波器和第二带通滤波器的通带包括导航频段，导航频段包括1164MHz～1278MHz；高通滤波器的截止频率位于1100MHz～1200MHz之间。

可选的，为了提高接收机的灵敏度，第一带通滤波器的插入损耗小于等于1dB，带外抑制大于等于30dB；第一放大器的噪声系数小于等于0.8dB，增益大于等于16dB。

可选的，为了进一步滤除4G低频段信号，高通滤波器的插入损耗小于等于1.5dB，带外抑制大于等于25dB。

可选的，第二放大器的噪声系数小于等于2dB，增益大于等于16dB。

可选的，为了满足小型化的需求，高通滤波器采用低温共烧陶瓷滤波器或者介质滤波器。

可选的，为了进一步提高放大电路的增益，所述放大电路还可以包括：第三放大器；

第三放大器的输入端与第二放大器的输出端连接，用于将第二放大器的输出信号放大并输出。第三放大器的噪声系数小于等于2dB，增益大于等于16dB。

第二方面，本实用新型实施例提供一种GNSS接收机，包括：

卫星天线、放大电路和处理器，放大电路采用如第一方面所述的放大电路；

放大电路的输入端与卫星天线的输出端连接，放大电路的输出端与处理器连接；

卫星天线用于接收卫星信号，放大电路用于对卫星天线接收到的卫星信号进行放大，处理器用于对经过放大电路放大之后的信号进行处理。

可选的，为了丰富GNSS接收机的功能，GNSS接收机还可以包括：辅助天线，辅助天线包括4G天线、蓝牙天线以及Wi-Fi天线中的至少一种；辅助天线与处理器连接。

本实用新型实施例提供的用于GNSS接收机的放大电路及GNSS接收机，包括依次连接的第一带通滤波器、第一放大器、高通滤波器、第二带通滤波器和第二放大器。本实用新型通过采用两级放大器，能够获得足够大的增益；通过采用两级带通滤波器，在满足相同带外抑制的要求下，减小了体积，满足了小型化的需求；通过在第一放大器与第二带通滤波器之间，设置用于滤除4G低频段信号的高通滤波器，有效抑制了4G低频段信号的干扰，进而能够提高GNSS接收机的测量精度。

附图说明

图1为本实用新型提供的用于GNSS接收机的放大电路一实施例的结构示意图；

图2A为现有技术中用于GNSS接收机的放大电路的幅频响应示意图；

图2B为本实用新型提供的用于GNSS接收机的放大电路的幅频响应示意图；

图3为本实用新型提供的用于GNSS接收机的放大电路又一实施例的结构示意图；

图4为本实用新型提供的GNSS接收机一实施例的结构示意图；

图5为本实用新型提供的GNSS接收机与现有技术中GNSS接收机的接收信噪比的对比示意图；

图6为本实用新型提供的GNSS接收机又一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

图1为本实用新型提供的用于GNSS接收机的放大电路一实施例的结构示意图。如图1所示，本实施例提供的用于GNSS接收机的放大电路，可以包括：依次连接的第一带通滤波器101、第一放大器102、高通滤波器103、第二带通滤波器104和第二放大器105。其中，第一带通滤波器101可以用于滤除GNSS接收机的卫星天线所接收的无线信号中导航频段以外的信号；第一放大器102可以用于放大第一带通滤波器102的输出信号；高通滤波器103可以用于滤除第一放大器102的输出信号中的4G低频段信号；第二带通滤波器104可以用于滤除高通滤波器103的输出信号中导航频段以外的信号；第二放大器105可以用于将第二带通滤波器104的输出信号放大并输出。

为了获得足够的增益，本实施例采用了第一放大器102和第二放大器105的两级放大的设计。本实施例采用带通滤波器滤除导航频段以外的信号对于接收机的干扰，为了满足小型化的需求，本实施例采用了第一带通滤波器101和第二带通滤波器104的两级带通滤波的设计，这是因为对于相同的带外抑制需求，采用单个带通滤波器相较于采用两级带通滤波器来说将会大幅增大体积。为了深度滤除接收信号中的4G低频段信号，本实施例在第一带通滤波器101和第二带通滤波器104的基础上，进一步的采用了高通滤波器103进一步的滤除4G低频段信号。

可以理解的是，本实施例中的带通滤波器用于使导航频段内的有用信号顺利通过，抑制导航频段以外的干扰信号，因此本实施例中的第一带通滤波器101和第二带通滤波器104的通带包括导航频段。其中，导航频段可以包括1164MHz-1278MHz，还可以包括1559MHz-1612MHz。本实施例中的高通滤波器103用于抑制869MHz-960MHz的4G低频段信号，同时需要保证导航频段内的信号顺利通过，因此本实施例中的高通滤波器103的截止频率可以位于1100MHz-1200MHz之间，例如可以采用截止频率为1150MHz的高通滤波器。进一步的，本实施例中的高通滤波器103可以采用插入损耗小于等于1.5dB，带外抑制大于等于25dB的高通滤波器。

由于接收机的灵敏度主要由第一带通滤波器101和第一放大器102决定，因此为了保证接收机有足够的灵敏度，总是期望第一带通滤波器101的插入损耗尽可能的小，带外抑制尽可能的大；期望第一放大器102的噪声系数尽可能的小，增益尽可能的大。然而增大带外抑制将会导致体积的增大，因此为了满足小型化的需求，在实际设计时需要在性能与体积之间进行均衡。在一种可能的实现方式中，本实施例中的第一带通滤波器101的插入损耗小于等于1dB，带外抑制大于等于30dB；第一放大器102的噪声系数小于等于0.8dB，增益大于等于16dB。进一步的，为了获得足够的增益，例如30dB，本实施例中的第二放大器105可以采用噪声系数小于等于2dB，增益大于等于16dB的放大器。

由于本实施例中输入第二带通滤波器104的信号经历了第一放大器102的放大，因此本实施例中的第二带通滤波器104的插入损耗可以小于等于2.5dB，带外抑制大于等于45dB。

在相同性能参数的要求下，采用低温共烧陶瓷(Low Temperature Co-firedCeramic，简称：LTCC)工艺制作的高通滤波器具有更小的体积。因此，为了减小体积，满足小型化的需求，本实施例中的高通滤波器可以采用低温共烧陶瓷滤波器。可选的，在体积允许，性能相仿的情况下，本实施例中的高通滤波器也可以采用介质滤波器。在一种具体的实现方式中，高通滤波器的体积为3.2mm*1.6mm*1.0mm，可以容易地插入放大电路内，满足了小型化的需求。

下面通过对本实施例提供的放大电路的幅频响应进行测试，并与现有技术中的放大电路的幅频响应进行比较，进一步说明本实施例提供的放大电路在性能上的改进。需要说明的是，两者在相同环境下进行测试。图2A为现有技术中用于GNSS接收机的放大电路的幅频响应示意图。图2B为本实用新型提供的用于GNSS接收机的放大电路的幅频响应示意图。如图2A和图2B所示，横坐标表示频率，单位为吉赫(GHz)，纵坐标表示幅度，单位为dB。图中m1和m2分别表示4G低频段的两个频率端点，即m1对应的频点为860兆赫(MHz)，m2对应的频点为960MHz；m3和m4分别表示导航频段的两个频率端点，即m3对应的频点为1164MHz，m4对应的频点为1278MHz。如图2A所示，现有技术中的放大电路在m1、m2、m3和m4点的幅度值分别为-69.079dB、-50.200dB、35.525dB和35.138dB。如图2B所示，本实施例提供的放大电路在m1、m2、m3和m4点的幅度值分别为-65.904dB、-65.053dB、34.071dB和33.665dB。可以看出本实施例提供的放大电路相较于现有技术中的放大电路，对于960MHz频点m2的抑制由-50.2dB提高到了-65.053dB，m3与m2的相对值由85.725dBc提高到了99.124dBc，即带外抑制提高了13.399dB。综上所述，本实施例提供的用于GNSS接收机的放大电路可以有效的降低4G低频段信号的干扰，提高带外抑制，进而可以提高接收机的灵敏度以及测量精度。

本实施例提供的用于GNSS接收机的放大电路，包括依次连接的第一带通滤波器、第一放大器、高通滤波器、第二带通滤波器和第二放大器。本实施例通过采用两级放大器，能够获得足够大的增益；通过采用两级带通滤波器，在满足相同带外抑制的要求下，减小了体积，满足了小型化的需求；通过在第一放大器与第二带通滤波器之间，设置用于滤除4G低频段信号的高通滤波器，有效抑制了4G低频段信号的干扰，进而能够提高GNSS接收机的测量精度。

图3为本实用新型提供的用于GNSS接收机的放大电路又一实施例的结构示意图。如图3所示，为了进一步提高放大电路的增益，本实施例提供的放大电路在图1所示实施例的基础上还可以包括：第三放大器106。第三放大器106的输入端与第二放大器105的输出端连接，用于将第二放大器105的输出信号放大并输出。

举例来说，若对于放大电路的增益要求为大于等于40dB，则为了提供足够的链路增益，满足接收机的动态范围要求，第三放大器的噪声系数小于等于2dB，增益大于等于16dB。

下面通过一个具体的示例来提供一种放大电路的具体实现方式：第一带通滤波器101采用SRA1221F3R114FA，用于滤除1164MHz-1278MHz导航频段以外的带外干扰信号和杂散信号；第一放大器102采用NE3509M04，用于放大微弱的卫星信号，同时保持极低的噪声系数，以提高接收机的灵敏度；高通滤波器103采用HFCN-1200+，用于深度滤除869MHz-960MHz的4G低频段信号；第二带通滤波器104采用SRP1221F4R114FA，用于进一步滤除1164MHz-1278MHz导航频段以外的带外干扰和杂散信号；第二放大器105和第三放大器106都可以采用BGA622，用于提供足够的链路增益，满足后端接收机的动态范围要求。

图4为本实用新型提供的GNSS接收机一实施例的结构示意图。如图4所示，本实施例提供的GNSS接收机40可以包括：卫星天线401、放大电路402和处理器403。其中，放大电路402可以采用上述任一实施例提供的放大电路。放大电路402的输入端与卫星天线401的输出端连接，放大电路402的输出端与处理器403连接。卫星天线401用于接收卫星信号，放大电路402用于对卫星天线接收到的卫星信号进行放大，处理器403用于对经过放大电路放大之后的信号进行处理。

本实施例中的处理器403可以是一种集成电路芯片，具有信号处理能力；也可以是一种通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称：CPU)、网络处理器(Network Processor，简称：NP)等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

可以理解的是，通过卫星天线401接收到的卫星信号通常较为微弱，因此在对其进行处理以用于导航和定位之前，需要采用放大电路402对其进行放大，以提高接收机的灵敏度。而通过卫星天线401接收到的无线信号中，除了有用的卫星信号以外，不可避免的会引入其他干扰信号，例如869MHz-960MHz的4G低频段的信号将会严重干扰1164MHz～1278MHz的导航频段卫星信号。因此，为了降低干扰，提高GNSS接收机的测量精度，本实施例提供的GNSS接收机采用了上述任一实施例提供的能够滤除4G低频段信号干扰的放大电路。

下面通过实测来进一步说明本实施例提供的GNSS接收机在性能上的改进。具体的，分别采用本申请提供的GNSS接收机与现有技术中的GNSS接收机，针对BDS的1207MHz(B2)频段测量GNSS接收机的信噪比。图5为本实用新型提供的GNSS接收机与现有技术中GNSS接收机的接收信噪比的对比示意图。如图5所示，横坐标表示卫星编号，纵坐标表示接收机的信噪比，单位为dB，可以看出本申请提供的GNSS接收机相较于现有技术中的GNSS接收机，其在接收信噪比上获得了显著提升，最多可以提高1.6dB。需要说明的是，由于在某一时刻某一地点处，GNSS接收机无法接收到BDS中全部卫星的信号，因此本实施例中的卫星编号并不连续。

图6为本实用新型提供的GNSS接收机又一实施例的结构示意图。如图6所示，本实施例提供的GNSS接收机在图4所示实施例的基础上，还可以包括：辅助天线404，辅助天线包括4G天线、蓝牙天线以及Wi-Fi天线中的至少一种；辅助天线404与处理器403连接。

其中，4G天线可以用于接收第四代移动通信信号，集成了4G天线的GNSS接收机可以通过移动网络将导航或者定位的结果进行传输，或者可以提供通话功能，丰富了产品功能；蓝牙天线可以用于接收蓝牙信号，集成蓝牙天线可以使GNSS接收机具备蓝牙通信功能；Wi-Fi天线可以用于接收Wi-Fi信号，集成了Wi-Fi天线的GNSS接收机可以通过无线局域网将导航或者定位的结果进行传输，或者可以基于Wi-Fi与卫星信号进行联合定位，以提高定位精度。

本实施例提供的GNSS接收机可以仅集成一种辅助天线，例如可以是仅集成了4G天线的GNSS接收机；也可以集成两种或者三种辅助天线，例如可以是集成了4G天线与Wi-Fi天线的GNSS接收机。本实施例提供的GNSS接收机能够有效滤除4G低频段信号的干扰，因此集成了4G天线的GNSS接收机与未集成4G天线的GNSS接收机的接收信噪比相当，抗干扰能力强。

可以理解的是，可以根据具体需要，在辅助天线404与处理器403之间设置放大电路，用于放大通过辅助天线404接收到的无线信号。

本实施例提供的GNSS接收机，在上述实施例的基础上，通过增加辅助天线，进一步丰富了GNSS接收机的功能。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种用于GNSS接收机的放大电路，其特征在于，包括：

依次连接的第一带通滤波器、第一放大器、高通滤波器、第二带通滤波器和第二放大器；

所述第一带通滤波器用于滤除所述GNSS接收机的卫星天线所接收的无线信号中导航频段以外的信号；

所述第一放大器用于放大所述第一带通滤波器的输出信号；

所述高通滤波器用于滤除所述第一放大器的输出信号中的4G低频段信号；

所述第二带通滤波器用于滤除所述高通滤波器的输出信号中导航频段以外的信号；

所述第二放大器用于将所述第二带通滤波器的输出信号放大并输出。

2.如权利要求1所述的放大电路，其特征在于，

所述第一带通滤波器和所述第二带通滤波器的通带包括所述导航频段，所述导航频段包括1164MHz-1278MHz；

所述高通滤波器的截止频率位于1100MHz-1200MHz之间。

3.如权利要求2所述的放大电路，其特征在于，

所述第一带通滤波器的插入损耗小于等于1dB，带外抑制大于等于30dB；

所述第一放大器的噪声系数小于等于0.8dB，增益大于等于16dB。

4.如权利要求3所述的放大电路，其特征在于，

所述高通滤波器的插入损耗小于等于1.5dB，带外抑制大于等于25dB。

5.如权利要求4所述的放大电路，其特征在于，

所述第二放大器的噪声系数小于等于2dB，增益大于等于16dB。

6.如权利要求1-5任一项所述的放大电路，其特征在于，

所述高通滤波器为低温共烧陶瓷滤波器或者介质滤波器。

7.如权利要求1-5任一项所述的放大电路，其特征在于，还包括：第三放大器；

所述第三放大器的输入端与所述第二放大器的输出端连接，用于将所述第二放大器的输出信号放大并输出。

8.如权利要求7所述的放大电路，其特征在于，

所述第三放大器的噪声系数小于等于2dB，增益大于等于16dB。

9.一种GNSS接收机，其特征在于，包括：

卫星天线、放大电路和处理器，所述放大电路采用如权利要求1-8任一项所述的放大电路；

所述放大电路的输入端与所述卫星天线的输出端连接，所述放大电路的输出端与所述处理器连接；

所述卫星天线用于接收卫星信号，所述放大电路用于对所述卫星天线接收到的卫星信号进行放大，所述处理器用于对经过所述放大电路放大之后的信号进行处理。

10.根据权利要求9所述的GNSS接收机，其特征在于，还包括：辅助天线，所述辅助天线包括4G天线、蓝牙天线以及Wi-Fi天线中的至少一种；

所述辅助天线与所述处理器连接。

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