CN213071352U - 一种北斗rdss和rnss一线通有源收发天线装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种北斗RDSS和RNSS一线通有源收发天线装置，包括：BDS S频段接收放大单元，用于接收、放大北斗短报文S频段信号；BDS B1和GPS L1接收放大单元，用于接收、放大BDS B1和GPS L1信号；BDS L频段的10W自适应功放单元，用于对BDS L上行卫星信号进行放大、AGC控制，并使输出功率达到10W；信号强度监测单元，用于检测L频段信号的强度；功放使能控制单元，用于控制功放链路的开关；一线通功分合路单元，用于对BDS的S信号、L信号、B1信号和GPS L1信号进行合路或者功分；以及电源管理单元，用于为各单元供电。该天线装置具有抗自激功能，有利于减小自激烧毁风险。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种北斗RDSS和RNSS一线通有源收发天线装置。
背景技术
随着北斗导航产业的快速发展，市场上集成定位与短报文通信功能的一线通天线产品越来越多，但是这些产品大都存在以下问题：天线在L频段上一旦产生自激，会导致电路板烧毁，因此，无法真正推向市场应用。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种北斗RDSS和RNSS一线通有源收发天线装置，该天线装置具有抗自激功能，有利于减小自激烧毁风险。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种北斗RDSS和RNSS一线通有源收发天线装置，包括：
BDS S频段接收放大单元，用于接收、放大北斗短报文S频段信号；
BDS B1和GPS L1接收放大单元，用于接收、放大BDS B1和GPS L1信号；
BDS L频段的10W自适应功放单元，用于对BDS L上行卫星信号进行放大、AGC控制，并使输出功率达到10W；
信号强度监测单元，用于检测L频段信号的强度；
功放使能控制单元，用于控制功放链路的开关；
一线通功分合路单元，用于对BDS的S信号、L信号、B1信号和GPS L1信号进行合路或者功分；以及
电源管理单元，用于为各单元供电。
进一步地，所述BDS S频段接收放大单元主要由依次设置的介质滤波器、第一级放大器、声表滤波器、第二级放大器、声表滤波器、第三级放大器、温补元件和增益控制电路组成，所述介质滤波器连接无源天线接口，所述增益控制电路连接功分合路接口。
进一步地，所述BDS B1和GPS L1接收放大单元主要由依次设置的介质滤波器、限幅管、第一级放大器、声表滤波器、第二级放大器、声表滤波器、温补元件和增益控制电路组成，所述介质滤波器连接无源天线接口，所述增益控制电路连接功分合路接口。
进一步地，BDS L频段的10W自适应功放单元主要由依次设置的声表滤波器、温补元件、检波与AGC增益控制单元、第一级推动模块、声表滤波器、第二级推动模块、末级功放和隔离器组成，最前端的声表滤波器连接功分合路接口，所述隔离器连接无源天线接口。
相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：提供了一种抗自激的北斗RDSS和RNSS一线通有源收发天线装置，该天线装置可以对BDS S信号、B1信号和GPS L1信号进行接收放大，实现了BDS L上行信号的稳定10W输出功率，且具备抗自激功能，能够减小自激烧毁的风险，具有很强的实用性和广阔的应用前景。
附图说明
图1是本实用新型实施例的装置结构框图。
图2是本实用新型实施例中BDS S频段接收放大单元的设计原理框图。
图3是本实用新型实施例中BDS B1和GPS L1接收放大单元的设计原理框图。
图4是本实用新型实施例中BDS L频段的10W自适应功放单元的设计原理框图。
图5是本实用新型实施例中信号强度监测单元和功放使能控制单元的设计原理框图。
图6是本实用新型实施例中BDS S频段接收放大单元的电路原理图。
图7是本实用新型实施例中BDS B1和GPS L1接收放大单元的电路原理图。
图8是本实用新型实施例中BDS L频段的10W自适应功放单元的电路原理图。
图9是本实用新型实施例中信号强度监测单元的电路原理图。
图10是本实用新型实施例中功放使能控制单元的电路原理图。
图11是本实用新型实施例中一线通功分合路单元的电路原理图。
图12是本实用新型实施例中电源管理单元的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1所示，本实用新型提供了一种北斗RDSS和RNSS一线通有源收发天线装置，包括BDS S频段接收放大单元、BDS B1和GPS L1接收放大单元、BDS L频段的10W自适应功放单元、信号强度监测单元、功放使能控制单元、一线通功分合路单元和电源管理单元。
所述BDS S频段接收放大单元，用于接收、放大北斗短报文S频段信号，主要由依次设置的介质滤波器、第一级放大器、声表滤波器、第二级放大器、声表滤波器、第三级放大器、温补元件和增益控制电路组成，所述介质滤波器连接无源天线接口，所述增益控制电路连接功分合路接口。
如图2、6所示，BDS S频段接收放大单元，其主要链路构成有三级放大器，第一级放大器采用低噪声系数的放大管BGR0456，增益为16dB，噪声系数为0.6；第二级和第三级放大器均采用高增益放大管NFC2007，增益为20dB，噪声系数为2.0。带外80MHz处的抑制≧60dB，L处频点≧80dB即：Fc-80=2411.75MHz；Fc+80=2571.75MHz处抑制都要≧60dB。滤波器在2471.75MHz处抑制为57B，在2411MHz约为≧39dB故用两级滤波器即可满抑制要求。滤波器在L频点1615MHz处抑制约为≧37dB，故用两级滤波器再加上介质滤波器58dB，一共-132dB完成满足L处频点抑制要求。从以上分析可以得知，S频点低噪放需要用到两级的滤波器即可满足抑制，采用介质滤波器DFT2492FMB置于接收最前端，采用FB声表滤波器BFB2492T置于第二级放大管后面。整个S频点低噪放链路的噪声系数为1.41dB，增益为45.5dB，对L处频点抑制达到-132dB。所述BDS S频段接收放大单元，具有抗带外大信号干扰，良好的噪声系数和增益参数，实现BDS S信号放大。
所述BDS B1和GPS L1接收放大单元，用于接收、放大BDS B1和GPS L1信号，主要由依次设置的介质滤波器、限幅管、第一级放大器、声表滤波器、第二级放大器、声表滤波器、温补元件和增益控制电路组成，所述介质滤波器连接无源天线接口，所述增益控制电路连接功分合路接口。所述BDS B1和GPS L1接收放大单元，具有优越的L频段抑制度，良好的大信号泄放电路设计，良好的噪声系数和增益参数。
如图3、7所示，BDS B1和GPS L1接收放大单元，其主要设计架构为TVS管+介质滤波器+低噪声放大器+声表滤波器+低噪声放大器+声表滤波器+温补电阻网络组成。功放发射打开时经天线偶合到B1低噪放的信号功率强度为：发射功率-天线隔离=40dBm -15dB=25dBm，当此功率输入低噪放后会把低噪放损坏（主要是第一级低噪放最大输入功率不能超过20dBm，否则会损坏；第一级滤波器最大输入功率为30dBm），经CLA4601后输出为约≦7dBm，从而起到保护作用。根据BFB1568N声表滤波器特性，由于频点1561.098-40=1521.098MHz的抑制＞40dB，1561.098+40=1601.098MHz的抑制＞40dB，两级声表滤波器级联可满足＞60dB的抑制指标需求。整个BDS B1和GPS L1频点低噪放链路的噪声系数为1.72dB，增益为45.2dB，对L处频点抑制达到-80dB。
所述BDS L频段的10W自适应功放单元，用于对BDS L上行卫星信号进行放大、AGC控制，并使输出功率达到10W，主要由依次设置的声表滤波器、温补元件、检波与AGC增益控制单元、第一级推动模块、声表滤波器、第二级推动模块、末级功放和隔离器组成，最前端的声表滤波器连接功分合路接口，所述隔离器连接无源天线接口。所述BDS L频段的10W自适应功放单元，可以适应L频段不同大小的输入功率，采用AGC技术对信号增益进行调整，输出功率为10W，具备抗阻抗失配的设计。
如图4、8所示，BDS L频段的10W自适应功放单元，其信号放大链路依次为：声表滤波器+温补+检波与AGC增益控制+第一级推动+声表滤波器+第二级推动+末级功放+隔离器。其中声表滤波器用于对发射带外杂散信号的抑制；温补元件用于补偿不同温度下前级输出功率的浮动；检波与AGC增益控制单元用于检测L频度发射信号的强度，以及保持输入到第一级推动放大器的功率在稳定值；第一级推动和第二级推动用于信号的进一步放大，使其达到末级输入的功率要求值；末级功放实现对信号的最终放大，达到输出功率为40.5dBm；末级放大器与无源天线接口接隔离器，用于抗适配，同时保证末级功放与无源天线的阻抗匹配。
所述信号强度监测单元用于检测L频段信号的强度，所述功放使能控制单元用于控制功放链路的开关。如图5、9、10所示，功放使能控制单元通过功率检波后，如果L频段信号强度大于检波门限阈值，则通过比较器输出高电平，再经过单稳态施密特触发器，实现对发射使能信号TEN的时间控制，保证功放开启后，经过设定的时间t后一定会关闭。通过实时检测L频段信号是否达到门限设计要求值，控制功放链路的开关，对北斗信号发射出去之后强制断电，使得有源天线具备抗自激能力。
所述一线通功分合路单元，用于对BDS的S信号、L信号、B1信号和GPS L1信号进行合路或者功分。所述一线通功分合路单元，具有二级耦合功放电路，第一级实现对BDS的S信号的剥离、第二级实现对L信号的剥离。
所述电源管理单元，用于为各单元供电。所述电源管理单元，具有DC-DC转换、后备电源、过流过压保护、防反保护、ESD保护等功能模块。
以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种北斗RDSS和RNSS一线通有源收发天线装置，其特征在于，包括：
BDS S频段接收放大单元，用于接收、放大北斗短报文S频段信号；
BDS B1和GPS L1接收放大单元，用于接收、放大BDS B1和GPS L1信号；
BDS L频段的10W自适应功放单元，用于对BDS L上行卫星信号进行放大、AGC控制，并使输出功率达到10W；
信号强度监测单元，用于检测L频段信号的强度；
功放使能控制单元，用于控制功放链路的开关；
一线通功分合路单元，用于对BDS的S信号、L信号、B1信号和GPS L1信号进行合路或者功分；以及
电源管理单元，用于为各单元供电。
2.根据权利要求1所述的一种北斗RDSS和RNSS一线通有源收发天线装置，其特征在于，所述BDS S频段接收放大单元主要由依次设置的介质滤波器、第一级放大器、声表滤波器、第二级放大器、声表滤波器、第三级放大器、温补元件和增益控制电路组成，所述介质滤波器连接无源天线接口，所述增益控制电路连接功分合路接口。
3.根据权利要求1所述的一种北斗RDSS和RNSS一线通有源收发天线装置，其特征在于，所述BDS B1和GPS L1接收放大单元主要由依次设置的介质滤波器、限幅管、第一级放大器、声表滤波器、第二级放大器、声表滤波器、温补元件和增益控制电路组成，所述介质滤波器连接无源天线接口，所述增益控制电路连接功分合路接口。
4.根据权利要求1所述的一种北斗RDSS和RNSS一线通有源收发天线装置，其特征在于，BDS L频段的10W自适应功放单元主要由依次设置的声表滤波器、温补元件、检波与AGC增益控制单元、第一级推动模块、声表滤波器、第二级推动模块、末级功放和隔离器组成，最前端的声表滤波器连接功分合路接口，所述隔离器连接无源天线接口。
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