CN220552982U - 一种可实现北斗卫星定位信号接收及处理的功能电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种可实现北斗卫星定位信号接收及处理的功能电路，包括瓷片天线、第一级低噪放大电路、带通滤波器、第二级低噪放大电路、电源芯片，具有接收北斗定位系统的定位信息并对定位信号进行高增益放大，减少噪声，提高接收信号的信噪比的功能。有益效果是，保证了机车综合无线通信设备CIR可以接收到良好的北斗卫星定位信号，保证CIR能够正常实现定位功能，在机车运行过程中，能够准确无误的切换到相应的工作模式，确保机车与地面通话的通畅，以保证铁路安全，有序的运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种CIR卫星定位系统，特别涉及一种可实现北斗卫星定位信号接收及处理的功能电路。
技术背景
机车综合无线通信设备(CIR)是重要的铁路行车通信设备，为了满足当今高速铁路的发展，提高运输效率，保证列车能实现长交路跨局运行的要求，CIR利用GPS卫星定位系统，实时接收卫星定位系统广播的原始数据，以确认机车的位置信息，根据机车的位置信息，进一步确认机车所处的运行线路，调度区间，最终将CIR置于相应的工作模式和频点，实现一车同时满足不同路局，不同线路，不同工作模式的多元工作模式。随着我国北斗卫星定位系统的出现，机车综合无线通信设备(CIR)必须实现与北斗卫星定位系统的原始数据准确无误的传输和CIR卫星定位的功能需求。
发明内容
鉴于铁路系统的机车定位需求，本实用新型提供一种可实现北斗卫星定位信号接收及处理的功能电路，实现卫星原始数据准确无误的传输和CIR卫星定位的功能需求。具体技术方案是，一种可实现北斗卫星定位信号接收及处理的功能电路，包括瓷片天线W1、第一级低噪放大电路、带通滤波器、第二级低噪放大电路、电源芯片、输出匹配电路，其特征在于：所述的瓷片天线、第一级低噪放大电路、带通滤波器、第二级低噪放大电路依次串接在一起，电源芯片并接在第一级低噪放大电路、第二级低噪放大电路上，电路连接为，瓷片天线W1经过电容C18串接型号为BFP640低噪声放大器的基极，BFP640低噪声放大器的集电极经电容C8串接型号为CMF43C1568C23A带通滤波器，CMF43C1568C23A带通滤波器依次串接电容C9、电感L3后串接在型号为BGA622低噪声放大器的2端， BGA622低噪声放大器的4端经由电容C10、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻C14组成的输出匹配电路后传输给后级卫星定位单元，型号为SPX3819M电源芯片N1并联在第一级低噪放大电路的基极、第二级低噪放大电路的1端上。
所述的第二级低噪放大电路选用带匹配电阻的低噪放大器，或不选用带匹配电阻的低噪放大器，但在输出端要配加匹配电阻。
所述的功能电路，具有接收北斗定位系统的定位信息并对定位信号进行高增益放大，减少噪声，提高接收信号的信噪比的功能。
本实用新型的有益效果是，保证了CIR可以接收到良好的北斗卫星定位信号，保证CIR能够正常实现定位功能，在机车运行过程中，能够准确无误的切换到相应的工作模式，确保机车与地面通话的通畅，以保证铁路安全，有序的运行。
附图说明
图1是本实用新型的电路连接框图；
图2是本实用新型的电原理图；
图3是本实用新型的驻波输出测试曲线图。
具体实施方式
为了更清楚的理解本发明，结合附图和实施例详细描述本发明。
如图1、图2所示，一种实现CIR卫星定位的信息接收及处理电路，包括瓷片天线W1、第一级低噪放大电路、带通滤波器、第二级低噪放大电路、电源芯片，通过瓷片天线W1接收卫星定位信号，经过电容C18进行直流滤波后，将信号传输给第一级低噪放大电路的型号为BFP640低噪声放大器N1进行一级放大，传输给型号为CMF43C1568C23A带通滤波器Z1按照北斗卫星定位系统B1中心频率为1561.098MHz进行选频，后经过第二级低噪放大电路的型号为BGA622低噪声放大器N2进行二级放大，经输出匹配电路后传输给后级卫星定位单元。电路采用有源工作方式，通过型号为SPX3819M电源芯片N1给电路提供稳定的直流电源。
器件的选用
陶瓷天线
a、陶瓷片：陶瓷粉末的好坏以及烧结工艺直接影响它的性能。现市面使用的陶瓷片主要是25×25、18×18、15×15、12×12。陶瓷片面积越大，介电常数越大，其共振频率越高，接受效果越好。陶瓷片大多是正方形设计，是为了保证在XY方向上共振基本一致，从而达到均匀收星的效果，本实用新型采用25×25的陶瓷片。
b、银层：陶瓷天线表面银层可以影响天线共振频率。理想的北斗陶瓷片频点准确落在1561/1615.68±7MHz，但天线频点非常容易受到周边环境影响，所以装配前提供整机样品给陶瓷天线厂家，进行银面涂层调整，以保证合适的接收频率范围。
c、馈点：陶瓷天线通过馈点收集共振信号并发送至后端。由于天线阻抗匹配的原因，馈点一般不是在天线的正中央，而是在XY方向上做微小调整。这样的阻抗匹配方法简单而且没有增加成本。仅在单轴方向上移动称为单偏天线，在两轴均做移动称为双偏，本实用新型采用单偏天线。
放大电路
由于收到的信号相当微弱，只有-130dBm到-147dBm，需要低噪放（LNA）进行放大。本实用新型的第一级放大电路采用集成低噪放大器，型号BFP640及第二级放大电路采用集成低噪放大器，型号BGA622，其具有如下特性：
BFP640
•低噪声：1.3 dB
•高增益：24 dB
•低功耗：3—5V, 10 mA
BGA622
三阶截点：18 dBm
•高增益：14.8 dB
•低功耗：3—5V, 10 mA
•高动态范围。
滤波器
北斗系统是全球第一个提供三频信号服务的卫星导航系统，这是北斗的优势。使用双频信号可以减弱电离层延迟的影响，而使用三频信号可以构建更复杂模型消除电离层延迟的高阶误差。同时，使用三频信号可提高载波相位模糊度的解算效率，理论上还可以提高载波收敛速度。北斗二号在B1、B2和B3三个频段提供B1I、B2I和B3I三个公开服务信号。其中，B1频段的中心频率为1561.098MHz，B2为1207.14MHz，B3为1268.52MHz。
本实用新型的滤波器 采用灿勤公司CMF43C1568C23A，规格如下，
频率：1568.5MHz
带宽：23MHz min.
带内插损： 0.8dB max.
波动：0.5dB max.
驻波比：1.5
抑制：15dB min. @ fo-100MHz
12dB min. @ fo+100MHz
阻抗：50Ohm
工作温度：-40~+85℃。
一种可实现北斗卫星定位信号接收及处理功能电路的技术参数为，
工作频率： L1：1575.42±2MHz；B1：1561±2MHz， 电源： 3.3~5.0±0.3VDC， 阻抗： 50Ω， 电源功耗： ≤25mA， 电压驻波比： ≤1.5。
Claims (2)
1.一种可实现北斗卫星定位信号接收及处理的功能电路，包括瓷片天线W1、第一级低噪放大电路、带通滤波器、第二级低噪放大电路、电源芯片N1、输出匹配电路，其特征在于：所述的瓷片天线W1、第一级低噪放大电路、带通滤波器、第二级低噪放大电路依次串接在一起，电源芯片N1并接在第一级低噪放大电路、第二级低噪放大电路上，电路连接为，瓷片天线W1经过电容C18串接型号为BFP640低噪声放大器的基极，BFP640低噪声放大器的集电极经电容C8串接型号为CMF43C1568C23A带通滤波器，CMF43C1568C23A带通滤波器依次串接电容C9、电感L3后串接在型号为BGA622低噪声放大器的2端， BGA622低噪声放大器的4端经由电容C10、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻C14组成的输出匹配电路后传输给后级卫星定位单元，型号为SPX3819M电源芯片N1并联在第一级低噪放大电路的基极、第二级低噪放大电路的1端上。
2.如权利要求1所述的一种可实现北斗卫星定位信号接收及处理的功能电路，其特征在于：所述的第二级低噪放大电路选用带匹配电阻的低噪放大器，或不选用带匹配电阻的低噪放大器，但在输出端要配加匹配电阻。
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