CN216531284U - 一种支持北斗三代的低功耗模组的射频电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种支持北斗三代的低功耗模组的射频电路，属于北斗导航定位设备技术领域。该射频电路包括分路器，滤波器，低噪声放大器等。本实用新型降低了模块正常工作时得的功耗，并通过温度补偿射频信号实现在不同温度下实现输出功率一致，并可以通过天线端口电流实现开短路检测，保证了北斗三代RDSS系统工作的稳定性和可靠性。

Description

一种支持北斗三代的低功耗模组的射频电路

技术领域

本实用新型涉及到北斗导航定位设备技术领域，特别涉及一种支持北斗三代的低功耗模组的射频电路。

背景技术

北斗卫星导航定位系统的建立，促进了我国自主卫星导航事业的发展，使我国在卫星应用方面摆脱了对国外卫星导航系统的依赖，打破了美国GPS的垄断，随着系统建设发展，北斗卫星导航必然将会得到越来越广泛的应用。

卫星导航技术的应用已渗透到国民经济的诸多领域，作为由我国自主研发、建设，并将实现全球覆盖的卫星导航体系，“北斗”三号全球卫星导航系统已全面建成。接收机作为导航系统的重要组成部分之一，越来越受关注，而接收机射频前端的射频的低噪放模块对后面信息的处理至关重要，很大程度影响整个卫星导航和通讯质量。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种支持北斗三代的低功耗模组的射频电路。本实用新型降低了模组正常工作时的功耗，通过补偿实现信号输出功率一致，并可对天线进行开短路检测，保证北斗三代RDSS短报文通信和RNSS导航定位系统的连续稳定运行。

为了实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案为：

一种支持北斗三代的低功耗模组的射频电路，包括分路器，滤波器、低噪声放大器和射频芯片；还包括供电模块，天线连接第一级滤波器，用于对不同频段的信号进行过滤；第一级滤波器的第一输出端连接分路器的输入端，用于将滤出的L路信号分成两路；所述分路器的第一输出端与第二级滤波器的输入端连接，用于将对应频点外的噪声进行衰减；第二级滤波器的输出端与低噪声放大器的输入端连接，用于进行低噪声放大；所述低噪声放大器的输出端与第三级滤波器的输入端连接，用于对带外噪声进行滤除；第三级滤波器的输出端与射频芯片连接，用于输出调制信号；

所述供电模块上具有5V电源输出端口和12V电源输出端口；所述天线和滤波器之间设有电源输入端口；所述5V电源输出端口通过二极管与电源输入端口连接，12V电源输出端口与电源输入端口直接连接；

进一步的，还包括温度传感器和控制模块；所述温度传感器位于天线中用于实现接口控制功能的FPGA上；所述温度传感器与控制模块的输入端口连接，控制模块的输出端口与射频芯片连接。

本实用新型采取上述技术方案所产生的有益效果在于：

1、本实用新型专利的射频电路通过第一级滤波器在RDSS系统的S频点，L频点衰减低，通过分路器将B1和L1频点的频率信号进行分路。

2、本实用新型专利的RNSS射频电路可以实现供电切换功能，在进行RDSS发射时，供电电压从5V供电提高到12V供电，提高了RDSS发射的成功率，与其他模组相比该技术降低了模组在正常工作时的功耗。

3、本实用新型专利可以通过FPGA中的温度传感器得知此时模组的工作温度，并通工作温度得知信号增益的变化大小，FPGA芯片通过调节射频芯片调制信号的输出功率对信号进行补偿，从而实现信号的输出功率一致，进而提高模组的定位准确性。

4、本实用新型可以通过检测天线端口的电流大小判断天线的开短路状态，与其他技术相比天线状态判断更为直接准确。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

具体实施方式

下面，结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

由于北斗三代RDSS发送报文长(报文最多14000bit)、发送频率高(最高频度1秒/次)、发射功率强(5W～10W)，因此对北斗三代RNSS系统的射频电路提出了更高的要求。

在北斗三代RDSS系统中，由于报文长度较长且发送频率较高，对模组的供电电压有较高的要求，但是较高的供电电压将增加模组正常工作时的工作功耗。模组工作环境温度的不同将影响模组的输出功率，从而影响信号发射的稳定性。传统的北三模组对天线状态检测方法较为复杂，无法判断天线的开短路状态。因此本实用新型专利提出了一种支持北斗三代RDSS及RNSS的低功耗北三模组的射频电路，该射频电路通过分路器，带有温度传感器的射频芯片及通过检测天线端口处的电流大小，降低了模组正常工作时的功耗，通过补偿实现信号输出功率一致，并可对天线进行开短路检测，保证北斗三代RDSS短报文通信和RNSS导航定位系统的连续稳定运行。

本实施例包括分路器，滤波器，低噪声放大器，射频芯片。

在该射频电路中，可以通过分路器和滤波器进行信号分路。天线连接第一级滤波器，通过第一级滤波器对不同频段的信号进行过滤。滤波器将天线信号中2200MHz以上频段信号滤出到S(2491.75MHz)频点实现信号的接收功能，将1800MHz以下频段信号滤出到L频点实现信号的发射功能。L路信号通过分路器后信号再分成两路，一路传输到B1频点，另外一路经过第二级滤波器，第二级滤波器将对L1(1575.42MHz)频点外的噪声进行大幅衰减，以用来保护低噪放大器避免饱和或烧毁。低噪声放大器用于对北三频段低噪声放大，以供系统解调出所需的信息数据。第三级滤波器用于进一步对带外噪声进行滤除。最后信号传输到L1频点的频率进行发射。

在该射频电路中，可以实现供电切换功能。在模组正常工作时使用5V供电，当RDSS进行发射时，RDSS发射功率越大，发射的成功率就越高，此时该模组将实现12V供电。当电压大于8V时，功率放大器PA将打开。供电切换功能可以降低模组正常工作时的功耗。

该射频电路可以通过检测天线端口电流大小，正常工作室电流在150-200mA之间。在正常工作状态下，50mA说明天线断开，500mA天线短路；在发射时，100mA功率放大器PA断开，2A天线短路。

由于射频芯片里面自带温度传感器，可以通过不同温度对输出功率进行补偿。在正常温度下，信号的增益为3dBm；当温度在-40°时，信号的增益增加到4.5dBm；当温度在+60°时，信号的增益降低为2dBm。所以FPGA芯片通过温度传感器检测内核温度，FPGA通过调节射频芯片调制信号的输出功率对信号进行补偿，从而实现信号的输出功率一致。

如图1所示，本实用新型专利提供的一种支持北斗三代RDSS和RNSS系统的低功耗模组的射频电路，包括分路器，滤波器，低噪声放大器，射频芯片。

在该射频电路中，可以通过分路器和滤波器进行信号分路。天线连接第一级滤波器，通过第一级滤波器对不同频段的信号进行过滤。滤波器将天线信号中2200MHz以上频段信号滤出到S(2491.75MHz)频点实现信号的接收功能，将1800MHz以下频段信号滤出到L频点实现信号的发射功能。L路信号通过分路器后信号再分成两路，一路传输到B1频点，另外一路经过第二级滤波器，第二级滤波器将对L1频点外的噪声进行大幅衰减，以用来保护低噪放大器避免饱和或烧毁。低噪声放大器用于对北三频段低噪声放大，以供系统解调出所需的信息数据。第三级滤波器用于进一步对带外噪声进行滤除。最后信号传输到L1频点(1575.42MHz)频点的频率进行发射。

在该射频电路中，可以实现供电切换功能。在模组正常工作时使用5V供电，当RDSS进行发射时，RDSS发射功率越大，发射的成功率就越高，此时该模组将实现12V供电。当电压大于8V时，功率放大器PA将打开。供电切换功能可以降低模组正常工作时的功耗。

该射频电路可以通过检测天线端口电流大小，正常工作室电流在150-200mA之间。在正常工作状态下，50mA说明天线断开，500mA天线短路；在发射时，100mA功率放大器PA断开，2A天线短路。

由于FPGA芯片里面自带温度传感器，可以通过不同温度对输出功率进行补偿。在正常温度下，信号的增益为3dBm；当温度在-40°时，信号的增益增加到4.5dBm；当温度在+60°时，信号的增益降低为2dBm。所以FPGA芯片通过温度传感器检测内核温度，FPGA通过调节射频芯片调制信号的输出功率对信号进行补偿，从而实现信号的输出功率一致。

Claims (2)

1.一种支持北斗三代的低功耗模组的射频电路，包括分路器，滤波器、低噪声放大器和射频芯片；其特征在于，还包括供电模块，天线连接第一级滤波器，用于对不同频段的信号进行过滤；第一级滤波器的第一输出端连接分路器的输入端，用于将滤出的L路信号分成两路；所述分路器的第一输出端与第二级滤波器的输入端连接，用于将对应频点外的噪声进行衰减；第二级滤波器的输出端与低噪声放大器的输入端连接，用于进行低噪声放大；所述低噪声放大器的输出端与第三级滤波器的输入端连接，用于对带外噪声进行滤除；第三级滤波器的输出端与射频芯片连接，用于输出调制信号；

所述供电模块上具有5V电源输出端口和12V电源输出端口；所述天线和滤波器之间设有电源输入端口；所述5V电源输出端口通过二极管与电源输入端口连接，12V电源输出端口与电源输入端口直接连接。

2.根据权利要求1所述的一种支持北斗三代的低功耗模组的射频电路，其特征在于，还包括温度传感器和控制模块；所述温度传感器位于天线中用于实现接口控制功能的FPGA上；所述温度传感器与控制模块的输入端口连接，控制模块的输出端口与射频芯片连接。

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