RU116298U1 - MULTI-SYSTEM RADIO FREQUENCY SATELLITE NAVIGATION RECEIVER UNIT - Google Patents
MULTI-SYSTEM RADIO FREQUENCY SATELLITE NAVIGATION RECEIVER UNIT Download PDFInfo
- Publication number
- RU116298U1 RU116298U1 RU2011140042/08U RU2011140042U RU116298U1 RU 116298 U1 RU116298 U1 RU 116298U1 RU 2011140042/08 U RU2011140042/08 U RU 2011140042/08U RU 2011140042 U RU2011140042 U RU 2011140042U RU 116298 U1 RU116298 U1 RU 116298U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- gps
- galileo
- glonass
- compass
- Prior art date
Links
Abstract
1. Многосистемный радиочастотный блок спутникового навигационного приемника, изготовленный по технологии «система на кристалле», использующий структуру приемного тракта с одним преобразованием частоты, выполненный с возможностью одновременной работы с глобальной навигационной спутниковой системой России (ГЛОНАСС), глобальной системой позиционирования США (Global Positioning System - GPS), глобальной навигационной спутниковой системой Европейского союза и Европейского космического агентства (Galileo), глобальной спутниковой навигационной системой КНР (Compass), содержащий общие для приема сигналов всех систем малошумящий усилитель, высокочастотный усилитель и квадратурные смесители I и Q и имеющий возможность подключения совмещенной ГЛОНАСС/GPS/Galileo/Compass пассивной антенны и совмещенной ГЛОНАСС/GPS/Galileo/Compass активной антенны, содержащий схему питания с детектированием подключения совмещенной активной антенны и автоматическим переключением на прием с активной антенны и отключением встроенного малошумящего усилителя, подключенного ко входу от совмещенной пассивной антенны, использующий совмещенный ГЛОНАСС/GPS/Galileo/Compass полосовой фильтр между малошумящим усилителем и высокочастотным усилителем, содержащий два канала промежуточной частоты, каждый из которых содержит фазовращатель-сумматор, подключенный к выходам квадратурных смесителей I и Q, аналоговый коммутатор, фильтр промежуточной частоты с подстраиваемой полосой пропускания, усилитель промежуточной частоты с регулировкой усиления, выходной линейный буфер, двухбитный аналого-цифровой преобразователь с выбором порогов, детектор аналогового и цифрового выходных си 1. Multi-system radio frequency unit of a satellite navigation receiver, manufactured using the system-on-chip technology, using the structure of the receiving path with one frequency conversion, capable of simultaneous operation with the global navigation satellite system of Russia (GLONASS), the US global positioning system (Global Positioning System - GPS), the global navigation satellite system of the European Union and the European Space Agency (Galileo), the global satellite navigation system of the PRC (Compass), containing a low-noise amplifier, a high-frequency amplifier and I and Q quadrature mixers common to receive signals from all systems, and having the ability to connect a combined GLONASS / GPS / Galileo / Compass passive antenna and combined GLONASS / GPS / Galileo / Compass active antenna, containing a power circuit with detection of connecting the combined active antenna and automatic switching to receive from the active antenna and disconnection a built-in low-noise amplifier connected to the input from a combined passive antenna, using a combined GLONASS / GPS / Galileo / Compass band-pass filter between the low-noise amplifier and the high-frequency amplifier, containing two intermediate frequency channels, each of which contains a phase shifter-combiner connected to the outputs of the quadrature mixers I & Q, analog switcher, IF filter with adjustable bandwidth, IF amplifier with gain control, output line buffer, 2-bit analog-to-digital converter with selectable thresholds, detector for analog and digital output C
Description
Полезная модель относится к многосистемным радиочастотным блокам спутникового навигационного приемника (СНП), которые могут найти широкое применение для одновременного приема навигационных сигналов от нескольких навигационных систем, например: глобальной навигационной спутниковой системы России (ГЛОНАСС), глобальной системы позиционирования США (Global Positioning System - GPS), глобальной навигационной спутниковой системы Европейского союза и Европейского космического агентства (Galileo), глобальной спутниковой навигационной системы КНР (Compass).The utility model relates to multi-system radio-frequency units of a satellite navigation receiver (SAR), which can be widely used for simultaneously receiving navigation signals from several navigation systems, for example: the global navigation satellite system of Russia (GLONASS), the global positioning system of the USA (GPS) ), the global navigation satellite system of the European Union and the European Space Agency (Galileo), the global satellite navigation system of China (Compass).
Известно, что одновременное использование сигналов нескольких навигационных систем дает ряд преимуществ [1], где указано, что одновременное использование двух систем ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США) позволяет радикально повысить достоверность определения координат до уровня, недостижимого при использовании любой отдельно взятой системы.It is known that the simultaneous use of signals from several navigation systems provides several advantages [1], where it is indicated that the simultaneous use of two systems GLONASS (Russia) and GPS (USA) can radically increase the accuracy of determining coordinates to a level that is unattainable when using any single system.
Известно устройство для приема сигналов от спутниковых навигационных систем GPS, Galileo и ГЛОНАСС [2], используемое для построения радиочастотного блока по схеме супергетеродинного приемника с двумя преобразованиями. Это устройство содержит следующие блоки: общие высокочастотные (ВЧ) первый и второй полосовые фильтры, малошумящий усилитель (МШУ) и первый смеситель, один общий синтезатор частоты для формирования частот первого и второго гетеродинов и тактовой частоты, два канала промежуточной частоты (ПЧ), каждый из которых включает полосовой фильтр первой ПЧ, второй смеситель, усилитель ПЧ с регулировкой усиления, аналого-цифровой преобразователь (АЦП).A device for receiving signals from satellite navigation systems GPS, Galileo and GLONASS [2], used to build a radio frequency unit according to a superheterodyne receiver with two transformations. This device contains the following blocks: common high-frequency (HF) first and second band-pass filters, a low-noise amplifier (LNA) and a first mixer, one common frequency synthesizer for generating the frequencies of the first and second local oscillators and the clock frequency, two intermediate frequency (IF) channels, each of which includes a first-pass IF filter, a second mixer, an IF amplifier with gain control, and an analog-to-digital converter (ADC).
Недостатками вышеупомянутого устройства являются высокая потребляемая мощность, отсутствие возможности подключения активной и пассивной антенн, невозможность интегрирования двух фильтров первой ПЧ и, как следствие этого, большие габариты устройства.The disadvantages of the aforementioned device are the high power consumption, the inability to connect active and passive antennas, the inability to integrate the two filters of the first IF and, as a consequence, the large dimensions of the device.
Известны метод и система построения общего радиочастотного блока для приема сигналов спутниковых навигационных систем GPS, Galileo и ГЛОНАСС [3], при которых приемник содержит общие ВЧ полосовой фильтр, ВЧ усилитель с автоматической регулировкой усиления (АРУ) и общие квадратурные смесители. Тракт обработки сигнала после квадратурных смесителей является общим для всех систем, а разделение на отдельные частотные полосы производится цифровыми фильтрами после общих АЦП.A known method and system for constructing a common radio frequency unit for receiving signals from satellite navigation systems GPS, Galileo and GLONASS [3], in which the receiver contains a common high-pass filter, a high-frequency amplifier with automatic gain control (AGC) and common quadrature mixers. The signal processing path after quadrature mixers is common for all systems, and the separation into separate frequency bands is performed by digital filters after common ADCs.
Недостатком такого приемника является низкая помехозащищенность: наличие помехи, расположенной в диапазоне частот одной из принимаемых систем, может привести к блокированию общего тракта ПЧ, в результате чего оказывается невозможным прием сигналов всех трех систем.The disadvantage of such a receiver is low noise immunity: the presence of interference located in the frequency range of one of the received systems can lead to blocking of the common IF path, which makes it impossible to receive signals from all three systems.
Также известно устройство двухсистемного радиочастотного блока спутникового навигационного приемника [4]. Радиочастотный блок содержит общий радиочастотный вход, разветвитель сигналов и два кристалла интегральных схем (ИС), одна из которых принимает сигналы системы ГЛОНАСС, а вторая - системы GPS.Also known device two-system radio frequency unit of the satellite navigation receiver [4]. The radio frequency unit contains a common radio frequency input, a signal splitter and two integrated circuit (IC) crystals, one of which receives GLONASS signals, and the second - GPS systems.
Недостатками такого радиочастотного блока, изготовленного по технологии "система в корпусе", являются повышенные габариты (22 мм × 12 мм), большая потребляемая мощность, низкая надежность из-за необходимости использования нескольких интегральных схем (ИС), невозможность организации работы с двумя антенными входами: для подключения пассивной и активной антенн.The disadvantages of such a radio frequency unit manufactured by the system-in-case technology are increased dimensions (22 mm × 12 mm), high power consumption, low reliability due to the need to use several integrated circuits (ICs), the inability to organize work with two antenna inputs : for connecting passive and active antennas.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению выбран многосистемный радиочастотный блок СНП МАХ2769В (производства компании MAXIM) [5]. Радиочастотный блок СНП МАХ2769В изготовлен в виде ИС по технологии "система на кристалле", и может работать с навигационными сигналами от четырех навигационных систем, а именно: глобальной системы позиционирования США (GPS), глобальной навигационной спутниковой системы России (ГЛОНАСС), глобальной навигационной спутниковой системы Европейского союза и Европейского космического агентства (Galileo), глобальной спутниковой навигационной системы КНР (Compass). Радиочастотный блок МАХ2769В выполнен по схеме с одним преобразованием, может работать в режимах с низкой ПЧ или нулевой ПЧ и содержит все блоки для построения радиочастотного тракта, включая МШУ с двумя входами, квадратурные смесители I и Q, фильтр ПЧ с возможностью подавления зеркального канала, усилители ПЧ с программируемым коэффициентом усиления, генератор управляемого напряжением (ГУН), опорный генератор, синтезатор частоты, два АЦП и интерфейс. Выходные сигналы радиочастотного блока MAX2769B могут быть как цифровыми со встроенных АЦП, так и дифференциальными аналоговыми.Closest to the claimed technical solution, a multi-system radio frequency unit SNP МАХ2769В (manufactured by MAXIM) was chosen [5]. The radio frequency unit SNP МАХ2769В is made in the form of ICs based on the "system on a chip" technology, and can work with navigation signals from four navigation systems, namely, the US global positioning system (GPS), Russia's global navigation satellite system (GLONASS), and global navigation satellite systems of the European Union and the European Space Agency (Galileo), China's global satellite navigation system (Compass). The MAX2769B radio frequency unit is designed according to a single conversion scheme, can operate in low-frequency or zero-frequency IF modes and contains all the blocks for constructing the radio frequency path, including LNA with two inputs, I and Q quadrature mixers, an IF filter with the ability to suppress a mirror channel, amplifiers Programmable gain IF, voltage-controlled oscillator (VCO), reference oscillator, frequency synthesizer, two ADCs and an interface. The output signals of the MAX2769B RF unit can be either digital from the built-in ADCs or differential analog ones.
Недостатком радиочастотного блока МАХ2769В является то, что он не может работать одновременно по сигналам глобальной навигационной спутниковой системы России (ГЛОНАСС) и остальных заявленных навигационных систем, а именно: глобальной системы позиционирования США (Global Positioning System - GPS), глобальной навигационной спутниковой системы Европейского союза и Европейского космического агентства (Galileo) и глобальной спутниковой навигационной системы КНР (Compass). Таким образом, для приема сигналов всех четырех заявленных навигационных систем необходимо построение радиочастотного блока с использованием как минимум двух ИС МАХ2769В, одна из которых обрабатывает сигналы системы ГЛОНАСС, а вторая - сигналы систем GPS, Galileo и Compass. Недостатком такого решения является то, что при этом возрастают габариты радиочастотного блока, увеличивается потребляемая мощность, снижается надежность конструкции за счет увеличенного количества используемых элементов, усложняется управление режимами работы радиочастотного блока.The disadvantage of the MAX2769B radio frequency unit is that it cannot operate simultaneously on the signals of the global navigation satellite system of Russia (GLONASS) and the rest of the declared navigation systems, namely the US global positioning system (GPS), the global navigation satellite system of the European Union and the European Space Agency (Galileo) and China's global satellite navigation system (Compass). Thus, to receive the signals of all four declared navigation systems, it is necessary to build a radio frequency unit using at least two IP MAX2769B ICs, one of which processes the signals of the GLONASS system, and the second - signals of the GPS, Galileo and Compass systems. The disadvantage of this solution is that the dimensions of the radio-frequency unit increase, the power consumption increases, the design reliability decreases due to the increased number of elements used, and the operation modes of the radio-frequency unit are complicated.
В настоящей полезной модели заявляется многосистемный радиочастотный блок спутникового навигационного приемника, техническим результатом которого является повышение достоверности определения координат, уменьшение габаритов устройства и потребляемой мощности, повышение надежности конструкции.This utility model claims a multi-system radio frequency unit of a satellite navigation receiver, the technical result of which is to increase the accuracy of determining coordinates, reduce the dimensions of the device and power consumption, increase the reliability of the design.
Предлагаемый многосистемный радиочастотный блок спутникового навигационного приемника, изготовляют по технологии «система на кристалле», с использованием структуры приемного тракта с одним преобразованием частоты, выполнен с возможностью одновременной работы с глобальной навигационной спутниковой системой России (ГЛОНАСС), глобальной системой позиционирования США (Global Positioning System - GPS), глобальной навигационной спутниковой системы Европейского союза и Европейского космического агентства (Galileo), глобальной спутниковой навигационной системы КНР (Compass), содержит общие для приема сигналов всех систем малошумящий усилитель, высокочастотный усилитель и квадратурные смесители I и Q и имеет возможность подключения совмещенной ГЛОНАСС/GPS/Galileo/Compass пассивной антенны и совмещенной ГЛОНАСС/GPS/Galileo/Compass активной антенны, содержит схему питания с детектированием подключения совмещенной активной антенны и автоматическим переключением на прием с активной антенны и отключением встроенного малошумящего усилителя, подключенного ко входу от совмещенной пассивной антенны, использует совмещенный ГЛОНАСС/GPS/Galileo/Compass полосовой фильтр между малошумящим усилителем и высокочастотным усилителем, содержит два канала промежуточной частоты, каждый из которых содержит фазовращатель-сумматор, подключенный к выходам квадратурных смесителей I и Q, аналоговый коммутатор, фильтр промежуточной частоты с подстраиваемой полосой пропускания, усилитель промежуточной частоты с регулировкой усиления, выходной линейный буфер, двухбитный аналого-цифровой преобразователь с выбором порогов, детектор аналогового и цифрового выходных сигналов, цифроаналоговый преобразователь для управления коэффициентом усиления усилителя промежуточной частоты через последовательный интерфейс, содержащий систему автоматической калибровки полосы фильтров промежуточной частоты, синтезатор частоты, состоящий из генератора управляемого напряжением, делителя частоты генератора управляемого напряжением для формирования тактовой частоты корреляторов, делителя тактовой частоты и делителя опорной частоты для формирования частоты сравнения, частотно-фазового детектора, фильтра синтезатора частоты с фазовой автоподстройкой частоты, формирователь квадратурных сигналов гетеродина для квадратурных смесителей, последовательный интерфейс для управления режимами работы составных частей многосистемного радиочастотного блока,The proposed multi-system radio-frequency unit of the satellite navigation receiver is manufactured using the "system on a chip" technology, using the structure of the receiving path with one frequency conversion, is configured to simultaneously work with the global navigation satellite system of Russia (GLONASS), the US global positioning system (Global Positioning System - GPS), the global navigation satellite system of the European Union and the European Space Agency (Galileo), the global satellite navigation PRC systems (Compass), contains a low-noise amplifier, a high-frequency amplifier and I and Q quadrature mixers common for receiving signals of all systems and has the ability to connect a combined GLONASS / GPS / Galileo / Compass passive antenna and a combined GLONASS / GPS / Galileo / Compass active antenna, contains a power circuit with detecting the connection of the combined active antenna and automatically switching to reception from the active antenna and disconnecting the built-in low-noise amplifier connected to the input from the combined passive antenna; GLONASS / GPS / Galileo / Compass frequency bandpass filter between a low-noise amplifier and a high-frequency amplifier, contains two intermediate frequency channels, each of which contains a phase shifter-adder connected to the outputs of quadrature mixers I and Q, an analog switch, an intermediate frequency filter with an adjustable passband , intermediate frequency amplifier with gain control, linear output buffer, two-bit analog-to-digital converter with threshold selection, analog and digital output signal detector a digital-to-analog converter for controlling the gain of an intermediate-frequency amplifier through a serial interface containing an automatic calibration system for an intermediate-frequency filter band, a frequency synthesizer consisting of a voltage-controlled oscillator, a voltage-controlled oscillator frequency divider to form the clock frequency of the correlators, a clock divider and a reference divider frequencies for forming a comparison frequency, a frequency-phase detector, a synthesis filter pa frequency with the phase locked loop frequency generator of quadrature LO signals for the quadrature mixers, a serial interface to control operating modes of the radio-frequency parts multisystemic unit,
Указанный технический результат достигается за счет того, что многосистемный радиочастотный блок спутникового навигационного приемника производит разделение сигнала ГЛОНАСС в первый канал промежуточной частоты и комбинированного сигнала GPS/Galileo/Compass во второй канал промежуточной частоты с помощью встроенных широкополосных фазовращателей-сумматоров.This technical result is achieved due to the fact that the multi-system radio-frequency unit of the satellite navigation receiver separates the GLONASS signal into the first intermediate frequency channel and the combined GPS / Galileo / Compass signal into the second intermediate frequency channel using the built-in broadband phase shifter-adders.
При этом, при разделении сигналов ГЛОНАСС и GPS/Galileo/Compass многосистемный радиочастотный блок использует общий смеситель I и общий смеситель Q и два широкополосных фазовращателя-сумматора, соединенные таким образом, что каждый из фазовращателей-сумматоров образуют совместно с общим смесителем I и общим смесителем Q два смесителя, каждый из которых выполнен по структуре с подавлением зеркальной частоты. А также использует частоту преобразования для общих квадратурных смесителей I и Q, относительно которой объединенный спектр сигналов всех навигационных систем расположен симметрично.In this case, when separating GLONASS and GPS / Galileo / Compass signals, the multi-system radio frequency unit uses a common mixer I and a common mixer Q and two broadband phase shifter-combiners, connected in such a way that each of the phase shifter-combiners form together with a common mixer I and a common mixer Q two mixers, each of which is made in structure with suppression of the mirror frequency. It also uses the conversion frequency for common quadrature mixers I and Q, with respect to which the combined signal spectrum of all navigation systems is located symmetrically.
При этом заявляемый многосистемный радиочастотный блок СНП использует регулировку усиления усилителя промежуточной частоты управляющими сигналами от встроенного цифро-аналогового преобразователя, управляемого через последовательный интерфейс, или путем использования встроенной системы автоматической регулировки усиления, работающей от выходных аналоговых или цифровых сигналов с заданием порога регулирования от встроенного цифро-аналогового преобразователя, таким образом, что интегральный процент превышения порогов двухбитных аналого-цифровых преобразователей равен прямому или дополнительному коду встроенного цифро-аналогового преобразователя.At the same time, the inventive multi-system RF frequency block SNP uses the gain control of the intermediate frequency amplifier by control signals from the built-in digital-to-analog converter controlled via a serial interface, or by using the built-in automatic gain control system that works from the output analog or digital signals with a control threshold from the built-in digital -analog converter, so that the integral percentage of exceeding two-bit thresholds analog-to-digital converters is equal to the direct or additional code of the built-in digital-to-analog converter.
Заявленная полезная модель иллюстрируется фигурой, на которой показана структурная схема предлагаемого многосистемного радиочастотного блока спутникового навигационного приемника, изготовленного по технологии "система на кристалле".The claimed utility model is illustrated by a figure, which shows a structural diagram of the proposed multi-system radio-frequency unit of the satellite navigation receiver, manufactured using the technology "system on a chip."
Как видно из фигуры, радиочастотный блок 1 имеет вывод 2 и разъем 3 для подключения совмещенной ГЛОНАСС/GPS/Galileo/Compass пассивной антенны 4 и совмещенной ГЛОНАСС/GPS/Galileo/Compass активной антенны 5 соответственно. Совмещенная ГЛОНАСС/GPS/Galileo/Compass пассивная антенна 4 через вывод 2 подключена ко входу встроенного малошумящего усилителя 6 (МШУ), выход которого подключен ко входу совмещенного ГЛОНАСС/GPS/Galileo/Compass полосового фильтра 7. Совмещенная ГЛОНАСС/GPS/Galileo/Compass активная антенна 5 через разъем 3 подключена ко входу совмещенного ГЛОНАСС/GPS/Galileo/Compass полосового фильтра 7 и к выходу схемы питания 8 активной антенны, которая формирует напряжение питания для активной антенны, детектирует подключение совмещенной активной антенны, ограничивает ток по цепи питания активной антенны в случае короткого замыкания и в отсутствие короткого замыкания по цепи питания активной антенны осуществляет автоматическое переключение на прием сигналов с активной антенны 5 и отключение встроенного МШУ 6 для экономии тока потребления радиочастотного блока. При отключении активной антенны 5 или возникновении короткого замыкания в цепи питания активной антенны схема 8 осуществляет включение встроенного МШУ 6 и автоматическое переключение на прием сигналов от совмещенной пассивной антенны 4.As can be seen from the figure, the RF unit 1 has a terminal 2 and a connector 3 for connecting a combined GLONASS / GPS / Galileo / Compass passive antenna 4 and a combined GLONASS / GPS / Galileo / Compass active antenna 5, respectively. The combined GLONASS / GPS / Galileo / Compass passive antenna 4 through pin 2 is connected to the input of the built-in low-noise amplifier 6 (LNA), the output of which is connected to the input of the combined GLONASS / GPS / Galileo / Compass band-pass filter 7. Combined GLONASS / GPS / Galileo / Compass the active antenna 5 through connector 3 is connected to the input of the combined GLONASS / GPS / Galileo / Compass bandpass filter 7 and to the output of the active antenna power circuit 8, which generates the supply voltage for the active antenna, detects the connection of the combined active antenna, limits the current through the power circuit active antenna in the case of short-circuit and short-circuit in the absence of active antenna circuit supply automatically switches to receiving signals from the active antenna 5 and disable operation of LNA 6 to save power consumption radio frequency unit. When the active antenna 5 is disconnected or a short circuit occurs in the power circuit of the active antenna, circuit 8 turns on the built-in LNA 6 and automatically switches to receiving signals from the combined passive antenna 4.
Высокочастотный тракт 9 многосистемного радиочастотного блока 1 является общим для сигналов всех навигационных систем, например: глобальной навигационной спутниковой системой России (ГЛОНАСС), глобальной системой позиционирования США (Global Positioning System - GPS), глобальной навигационной спутниковой системы Европейского союза и Европейского космического агентства (Galileo), глобальной спутниковой навигационной системы КНР (Compass). Выход совмещенного ГЛОНАСС/GPS/Galileo/Compass полосового фильтра 7 соединен со входом ВЧ усилителя 10, выход которого подключен ко входам квадратурных смесителей 11 (I) и 12 (Q), на которые поступают квадратурные гетеродинные сигналы с формирователя квадратурных сигналов гетеродина 13.The high-frequency path 9 of the multi-system radio frequency unit 1 is common for signals of all navigation systems, for example: the global navigation satellite system of Russia (GLONASS), the global positioning system of the USA (Global Positioning System - GPS), the global navigation satellite system of the European Union and the European Space Agency (Galileo ), China's global satellite navigation system (Compass). The output of the combined GLONASS / GPS / Galileo / Compass band-pass filter 7 is connected to the input of the RF amplifier 10, the output of which is connected to the inputs of the quadrature mixers 11 (I) and 12 (Q), to which the quadrature heterodyne signals from the quadrature signal driver of the local oscillator 13 are supplied.
Выходы квадратурных смесителей 11 и 12 подключены ко входам аналоговых коммутаторов 14 и 15 и входам фазовращателей-сумматоров 16 и 17, выходы которых подключены ко вторым входам аналоговых коммутаторов 14 и 15, с помощью которых осуществляется выбор режимов работы тракта промежуточной частоты.The outputs of the quadrature mixers 11 and 12 are connected to the inputs of the analog switches 14 and 15 and the inputs of the phase shifters-adders 16 and 17, the outputs of which are connected to the second inputs of the analog switches 14 and 15, with the help of which the operating modes of the intermediate frequency path are selected.
Радиочастотный блок 1 содержит два идентичных тракта промежуточной частоты (ПЧ) 18 и 19. В состав трактов ПЧ входят настраиваемые фильтры ПЧ 20 и 21, входы которых подключены к выходам аналоговых коммутаторов 14 и 15, а выходы - ко входам усилителей промежуточной частоты (УПЧ) 22 и 23 с автоматической регулировкой усиления (АРУ). Выходы УПЧ 22 и 23 подключены ко входам дифференциальных аналоговых буферов 24 и 25 и входам аналого-цифровых преобразователей (АЦП) 26 и 27, выходы которых совместно с выходами дифференциальных аналоговых буферов 24 и 25 подключены к выводам 28 и 29, через которые сигналы навигационных систем в аналоговом или цифровом виде поступают на внешний коррелятор 30. Детектирование выходных аналоговых и цифровых сигналов тракта ПЧ осуществляется детекторами 31 и 32, имеющими возможность задания уровня детектирования от встроенных цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) 33 и 34, код для которых задается через блок последовательного интерфейса 35. Выходные управляющие сигналы детекторов 31 и 32 поступают на входы управления коэффициентами усиления УПЧ 22 и 23, образуя систему АРУ УПЧ. АРУ тракта ПЧ может работать в нескольких режимах:The RF unit 1 contains two identical intermediate frequency (IF) paths 18 and 19. The IF paths include customizable IF filters 20 and 21, the inputs of which are connected to the outputs of the analog switches 14 and 15, and the outputs to the inputs of the intermediate frequency amplifiers (IF) 22 and 23 with automatic gain control (AGC). The outputs of the UPCH 22 and 23 are connected to the inputs of the differential analog buffers 24 and 25 and the inputs of the analog-to-digital converters (ADCs) 26 and 27, the outputs of which together with the outputs of the differential analog buffers 24 and 25 are connected to the terminals 28 and 29, through which the signals of the navigation systems in analog or digital form are fed to an external correlator 30. The detection of the output analog and digital signals of the IF path is carried out by detectors 31 and 32, which have the ability to set the detection level from the built-in digital-to-analog converters atelers (DACs) 33 and 34, the code for which is set via the serial interface unit 35. The output control signals of the detectors 31 and 32 are fed to the control inputs of the gain amplifiers 22 and 23, forming the AGC system. The AGC of the IF path can operate in several modes:
- с линейными дифференциальными выходами, при этом АРУ работает по выходным линейным сигналам,- with linear differential outputs, while the AGC operates on the output linear signals,
- с цифровыми выходами со встроенных двухразрядных АЦП 26 и 27, пороги которых устанавливаются через последовательный интерфейс 35, а сигналы для детекторов 31 и 32 систем АРУ берутся с выходов УПЧ 22 и 23,- with digital outputs from the built-in two-bit ADC 26 and 27, the thresholds of which are set via the serial interface 35, and the signals for the detectors 31 and 32 of the AGC systems are taken from the outputs of the UPCH 22 and 23,
- с цифровыми выходами со встроенных двухразрядных АЦП 26 и 27, сигналы для детекторов 31 и 32 систем АРУ берутся с выходов АЦП 26 и 27, а порог детектирования устанавливается с помощью ЦАП 33 и 34 через последовательный интерфейс 35 таким образом, что интегральный процент превышения по цифровым сигналам магнитуды равен прямому или дополнительному коду, задаваемому на ЦАП 33 и 34.- with digital outputs from the built-in two-bit ADCs 26 and 27, the signals for the detectors 31 and 32 of the AGC systems are taken from the outputs of the ADCs 26 and 27, and the detection threshold is set using the DACs 33 and 34 through the serial interface 35 so that the integral percentage digital magnitude signals equal to the direct or additional code specified on the DAC 33 and 34.
Полоса пропускания фильтров ПЧ 20 и 21 автоматически настраивается при включении питания радиочастотного блока с помощью системы автоподстройки 36, использующей в качестве опорной частоту от внешнего опорного генератора 37. При необходимости полоса пропускания фильтров ПЧ может быть изменена установкой соответствующего кода через последовательный интерфейс 35.The passband of the inverter filters 20 and 21 is automatically adjusted when the power of the RF unit is turned on using the auto-tuning system 36, using the frequency of the external reference generator 37 as the reference frequency. If necessary, the passband of the inverter filters can be changed by setting the appropriate code via the serial interface 35.
В состав радиочастотного блока входит синтезатор частоты 38, формирующий сигнал с частотой в два или четыре раза выше требуемой частоты для квадратурных смесителей. Синтезатор частоты 38 состоит из генератора управляемого напряжением (ГУН) 39, дифференциальный выход которого подключен ко входам формирователя квадратурных сигналов гетеродина 13 и делителя 40 частоты ГУН, формирующего сигнал тактовой частоты, используемой для работы внешнего коррелятора 30. Выход делителя частоты 40 подключен ко входу делителя частоты 41, формирующего поделенную частоту ГУН, подаваемую на частотно-фазовый детектор (ЧФД) 42. На второй вход ЧФД 42 подается сигнал частоты сравнения, формируемый делителем 43 опорной частоты, подаваемой с выхода внешнего опорного генератора 37. Выход ЧФД 42 подключен ко входу встроенного фильтра 44 синтезатора 38 с фазовой автоподстройкой частоты (ФАПЧ). Выход фильтра 44 соединен с управляющим входом ГУН 39. Коэффициенты деления делителей 40, 41 и 43 могут быть как программируемыми через последовательный интерфейс, так и, в частном случае, фиксируемыми. Полоса синтезатора частоты 38 может быть подстроена регулировкой фильтра 44, параметры элементов которого устанавливаются через последовательный интерфейс 35. ГУН 39 имеет систему автоматической подстройки поддиапазона, срабатывающей по включению питания радиочастотного блока или при подаче соответствующей команды через последовательный интерфейс 35.The radio frequency unit includes a frequency synthesizer 38, which generates a signal with a frequency two or four times higher than the required frequency for quadrature mixers. The frequency synthesizer 38 consists of a voltage-controlled oscillator (VCO) 39, the differential output of which is connected to the inputs of the quadrature signal driver of the local oscillator 13 and the VCO frequency divider 40, which generates a clock frequency signal used to operate the external correlator 30. The output of the frequency divider 40 is connected to the input of the divider frequency 41, forming the divided VCO frequency supplied to the frequency-phase detector (ChFD) 42. At the second input of the ChFD 42, a comparison frequency signal generated by the reference frequency divider 43 is supplied output from the external reference generator 37. The output of the PFD 42 is connected to the input of the built-in filter 44 of the synthesizer 38 with phase-locked loop (PLL). The output of the filter 44 is connected to the control input of the VCO 39. The division factors of the dividers 40, 41, and 43 can be either programmable via a serial interface, or, in a particular case, fixed. The band of the frequency synthesizer 38 can be adjusted by adjusting the filter 44, the parameters of which are set via the serial interface 35. The VCO 39 has a system for automatically adjusting the subband that is triggered by turning on the power of the radio frequency unit or when a corresponding command is sent via the serial interface 35.
Приемный тракт радиочастотного блока выполнен по схеме с одним преобразованием с низкой ПЧ и с использованием общих квадратурных смесителей. ВЧ часть тракта начиная с антенны и до выхода квадратурных смесителей является общей для сигналов всех навигационных систем, что обеспечивает минимизацию потребляемой мощности и уменьшение габаритов за счет минимизации количества внешних элементов. В частности, используется только один внешний ВЧ фильтр, пропускающий сигналы всех систем. Для преобразования сигналов всех навигационных систем используется один общий источник квадратурных сигналов гетеродина, сформированный с помощью полностью интегрированного синтезатора частоты.The receiving path of the radio frequency block is made according to the scheme with one conversion with a low IF and using common quadrature mixers. The RF part of the path from the antenna to the output of the quadrature mixers is common to the signals of all navigation systems, which minimizes power consumption and reduces overall dimensions by minimizing the number of external elements. In particular, only one external high-pass filter is used that transmits signals from all systems. To convert the signals of all navigation systems, one common source of quadrature signals of the local oscillator, formed using a fully integrated frequency synthesizer, is used.
Приемный тракт от выходов квадратурных смесителей до выходов ПЧ может быть сконфигурирован различным образом через последовательный интерфейс. В частности, для повышения помехоустойчивости приемный тракт может быть переключен с помощью аналоговых коммутаторов 14 и 15 в режим с разделением сигналов системы ГЛОНАСС и систем GPS, Galileo и Compass на раздельные каналы ПЧ. При этом сигналы с выходов квадратурных смесителей подаются на широкополосные фазовращатели-сумматоры 16 и 17, которые в широком диапазоне частот осуществляют сдвиг фазы выходных сигналов с квадратурных смесителей и суммируют их. При этом полезный сигнал складывается в фазе, а, зеркальный сигнал по отношению к полезному - в противофазе. Фазовращатели-сумматоры 16 и 17 построены по идентичной схеме, но подключены к выходам общих квадратурных смесителей таким образом, что на выход одного фазовращателя-сумматора проходит только сигнал системы ГЛОНАСС, а на выходы второго - сигналы систем GPS, Galileo и Compass. Таким образом, помеха в полосе сигнала ГЛОНАСС будет подавлена на выходе фазовращателя-сумматора для GPS, Galileo и Compass, и, наоборот, помеха в полосе сигнала, например, GPS будет подавлена на выходе фазовращателя-сумматора для ГЛОНАСС. В этом случае, узкополосная помеха не сможет заблокировать прием сигналов сразу по всем системам многосистемного СНП, построенного с использованием радиочастотного блока по заявленной полезной модели, что увеличивает достоверность определения координат в сложных условиях приема, т.е. повышает помехоустойчивость СНП.The receiving path from the outputs of the quadrature mixers to the outputs of the inverter can be configured in various ways via a serial interface. In particular, to increase the noise immunity, the receiving path can be switched using analog switches 14 and 15 to the mode with separation of the signals of the GLONASS system and GPS, Galileo and Compass systems into separate IF channels. In this case, the signals from the outputs of the quadrature mixers are fed to the broadband phase shifters-adders 16 and 17, which in a wide frequency range carry out a phase shift of the output signals from the quadrature mixers and sum them. In this case, the useful signal is added in phase, while the mirror signal in relation to the useful signal is in antiphase. The phase shifters-adders 16 and 17 are constructed in the same way, but are connected to the outputs of the common quadrature mixers in such a way that only the GLONASS signal passes to the output of one phase shifter-adder, and the GPS, Galileo and Compass signals go to the outputs of the second. Thus, interference in the GLONASS signal band will be suppressed at the output of the adder phase shifter for GPS, Galileo and Compass, and, conversely, interference in the signal band, for example, GPS will be suppressed at the output of the adder phase shifter for GLONASS. In this case, the narrow-band interference will not be able to block the reception of signals at once for all systems of a multi-system SPS constructed using the radio frequency unit according to the claimed utility model, which increases the reliability of determining coordinates in difficult reception conditions, i.e. increases the noise immunity of the SNP.
Опытные образцы многосистемного радиочастотного блока СНП по технологии "система на кристалле" изготовлены на основе проектной документации ЗАО "НТЛаб-СИСТЕМЫ" и собраны в 32-выводной корпус типа QFN с шагом по выводам 0.5 мм и размерами корпуса: длина - 5 мм, ширина - 5 мм, высота - 0.9 мм. Испытания показали, что они соответствуют тем требованиям, которые предъявляются к средствам измерений многоситемных СНП.Prototypes of the multi-system radio frequency unit SNP according to the "system on a chip" technology were made on the basis of the design documentation of NTLab-SYSTEMS CJSC and assembled in a 32-pin QFN type case with 0.5 mm pitch along the terminals and case dimensions: length - 5 mm, width - 5 mm, height - 0.9 mm. Tests have shown that they comply with the requirements that apply to measuring instruments of multi-system DSS.
1. И.Корнеев, В.Немудров, В.Польщиков, О.Лагутин. Специализированная СБИС - основа цифрового навигационного приемника ГЛОНАСС/GPS. «Электронные компоненты», №4 за 2007 г.1. I. Korneev, V. Nemudrov, V. Polshchikov, O. Lagutin. Specialized VLSI is the basis of the GLONASS / GPS digital navigation receiver. “Electronic Components”, No 4, 2007
2. Патент США №US 6600909 В1, 29.07.2003 г.2. US patent No.US 6600909 B1, 07.29.2003
3. Патент №ЕР 2 194 393 А2, 30.11.2009 г.3. Patent No. EP 2 194 393 A2, November 30, 2009
4. Патент РФ на полезную модель №77525, 17.06.2008 г.4. RF patent for utility model No. 77525, 06/17/2008
5. - http://www.maxim-ic.com/datasheet/index.mvp/id/72675. - http://www.maxim-ic.com/datasheet/index.mvp/id/7267
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011140042/08U RU116298U1 (en) | 2011-09-30 | 2011-09-30 | MULTI-SYSTEM RADIO FREQUENCY SATELLITE NAVIGATION RECEIVER UNIT |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011140042/08U RU116298U1 (en) | 2011-09-30 | 2011-09-30 | MULTI-SYSTEM RADIO FREQUENCY SATELLITE NAVIGATION RECEIVER UNIT |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU116298U1 true RU116298U1 (en) | 2012-05-20 |
Family
ID=46231216
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011140042/08U RU116298U1 (en) | 2011-09-30 | 2011-09-30 | MULTI-SYSTEM RADIO FREQUENCY SATELLITE NAVIGATION RECEIVER UNIT |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU116298U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017137878A1 (en) * | 2016-02-05 | 2017-08-17 | ЧЕРНЯКОВСКИЙ, Николай | Multi-channel multi-system radio frequency unit of a satellite navigation receiver |
WO2020128601A1 (en) * | 2018-12-21 | 2020-06-25 | TCHERNIAKOVSKI, Nikolai | Multichannel multisystem radio-frequency unit of navigational satellite receiver |
-
2011
- 2011-09-30 RU RU2011140042/08U patent/RU116298U1/en active
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017137878A1 (en) * | 2016-02-05 | 2017-08-17 | ЧЕРНЯКОВСКИЙ, Николай | Multi-channel multi-system radio frequency unit of a satellite navigation receiver |
EA029165B1 (en) * | 2016-02-05 | 2018-02-28 | Черняковский Николай Дмитриевич | Multi-channel multi-system radio frequency unit of a satellite navigation receiver |
US11221416B2 (en) | 2016-02-05 | 2022-01-11 | Nikolai Tcherniakovski | Multi-channel multi-system radio frequency unit of a satellite navigation receiver |
WO2020128601A1 (en) * | 2018-12-21 | 2020-06-25 | TCHERNIAKOVSKI, Nikolai | Multichannel multisystem radio-frequency unit of navigational satellite receiver |
EA038280B1 (en) * | 2018-12-21 | 2021-08-04 | Черняковский, Николай Дмитриевич | Multichannel multisystem radio-frequency unit of navigational satellite receiver |
AU2018453622B2 (en) * | 2018-12-21 | 2022-09-08 | Obshchestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu "NTLAB-SC" | Multichannel multisystem radio-frequency unit of navigational satellite receiver |
US11802976B2 (en) | 2018-12-21 | 2023-10-31 | Nikolai Tcherniakovski | Multichannel multisystem radio-frequency unit of navigational satellite receiver |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11221416B2 (en) | Multi-channel multi-system radio frequency unit of a satellite navigation receiver | |
JP4840323B2 (en) | Satellite positioning receiver | |
US8306154B2 (en) | Multi-frequency band receiver | |
TWI408400B (en) | Method and apparatus of signal processing for multiple satellite navigation system | |
CN105549038B (en) | L1 and L2 two-band satellite navigation receiver RF front-end circuits | |
AU2018453622B2 (en) | Multichannel multisystem radio-frequency unit of navigational satellite receiver | |
KR20070101392A (en) | Reconfigurable downconverter for a multi-band positioning receiver | |
WO2011020399A1 (en) | Radio frequency circuit structure for realizing function of converting dual-frequency global positioning system (gps) satellite signal into baseband signal | |
KR101620039B1 (en) | Simultaneous signal receiver with interspersed frequency allocation | |
Qi et al. | A dual-channel GPS/Compass/Galileo/GLONASS reconfigurable GNSS receiver in 65nm CMOS | |
RU116298U1 (en) | MULTI-SYSTEM RADIO FREQUENCY SATELLITE NAVIGATION RECEIVER UNIT | |
US10228469B2 (en) | Reception device | |
CN106547007B (en) | Dual-channel multimode navigation radio frequency receiving circuit | |
US20160025861A1 (en) | Method and system for indoor global navigation satellite system detection utilizing low-earth orbit satellite signals | |
US8280340B2 (en) | Clock generation for integrated radio frequency receivers | |
CN113037307B (en) | Satellite receiver chip and satellite receiver system | |
RU2173862C2 (en) | Method and device for processing radio signals of navigation satellites gps and glonass | |
RU2551901C2 (en) | Radio receiver for equipment of global navigation satellite system signal users | |
US20230361791A1 (en) | Reconfigurable wireless receiver using filters with different filter architecture, oscillators with different oscillator archtecture, and/or time-sharing phase-locked loop core | |
RU2100821C1 (en) | Receiver for user equipment of global satellite navigation system | |
RU2139551C1 (en) | Microwave receiver of signals of satellite radio-navigation systems | |
RU2110149C1 (en) | Receiver for signals of satellite navigation systems | |
CN114076962A (en) | Signal processing device, method and system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC11 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20150303 |
|
PC12 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for utility models |
Effective date: 20160121 |