RU2067770C1 - User set receiver for signals from global satellite navigation systems - Google Patents
User set receiver for signals from global satellite navigation systems Download PDFInfo
- Publication number
- RU2067770C1 RU2067770C1 RU94031534A RU94031534A RU2067770C1 RU 2067770 C1 RU2067770 C1 RU 2067770C1 RU 94031534 A RU94031534 A RU 94031534A RU 94031534 A RU94031534 A RU 94031534A RU 2067770 C1 RU2067770 C1 RU 2067770C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- input
- analog
- intermediate frequency
- digital converter
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
- Noise Elimination (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области спутниковой радионавигации и может быть использовано в трактах первичной обработки информации приемоиндикаторов двух взаимно-рассинхронизованных глобальных спутниковых радионавигационных систем (СРНС). The invention relates to the field of satellite radio navigation and can be used in primary information processing paths of receiver indicators of two mutually synchronized global satellite radio navigation systems (SRNS).
Известен приемник, который содержит антенну, малошумящий усилитель (МШУ), фильтр первого зеркального канала (ФЗК 1), смеситель, умножитель частоты в n раз, фильтр, предварительный усилитель первой промежуточной частоты, фильтр второго зеркального канала (ФЗК 2), второй смеситель, второй умножитель частоты в m раз, на вход которого поступает сигнал с выхода синтезатора точной сетки частот, усилитель второй промежуточной частоты, охваченный цепью автоматической регулировки усиления (АРУ). Данное устройство может принимать одновременно сигналы только одной навигационной системы (системы типа "Глонасс" или системы типа Global Posifionung System глобальной системы местоопределения "Навстар"), что является серьезным недостатком, так как требуется дублирование аппаратуры приемника в случае приема сигналов космических аппаратов (КА) двух радионавигационных систем. Кроме того, использование двух умножителей частоты (соответственно в n и m раз) приводит к существенному увеличению уровня фазовых шумов приемного тракта, что снижает соотношение сигнал/шум на выходе устройства и, как следствие, точностные показатели вектора измерений всего приемоиндикатора. A known receiver that contains an antenna, a low noise amplifier (LNA), a filter of the first mirror channel (FZK 1), a mixer, a frequency multiplier n times, a filter, a preliminary amplifier of the first intermediate frequency, a filter of the second mirror channel (FZK 2), a second mixer, the second frequency multiplier is a factor of m, the input of which receives a signal from the output of the synthesizer of the exact frequency grid, the second intermediate-frequency amplifier, covered by an automatic gain control (AGC) circuit. This device can only receive signals from only one navigation system (Glonass-type systems or Global Posifionung System-like systems of the Global Navstar positioning system), which is a serious drawback, since it is necessary to duplicate receiver equipment in case of receiving signals from spacecraft (SC) two radio navigation systems. In addition, the use of two frequency multipliers (n and m times, respectively) leads to a significant increase in the phase noise level of the receiving path, which reduces the signal-to-noise ratio at the output of the device and, as a result, the accuracy of the measurement vector of the entire transceiver.
Указанные недостатки частично устранены в мультиплексном приемнике фирмы Texas Instruments (США) [2] который включает в себя антенну, антенный усилитель, селектор частот fs и f2, преобразователь
частот L диапазона, генератор встроенного контроля частот f1 и f2, синтезатор частот, коррелятор и преобразователь частоты, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и устройство препроцессорной обработки. Следует отметить, что на структурной схеме приемника показаны и некоторые другие блоки, которые не являются составными частями собственно приемника, а реализуют функцию следящих измерителей и поэтому здесь рассматриваться не будут.These disadvantages are partially eliminated in the multiplex receiver of Texas Instruments (USA) [2] which includes an antenna, antenna amplifier, frequency selector f s and f 2 , converter
L-band frequencies, generator of built-in frequency control f 1 and f 2 , frequency synthesizer, correlator and frequency converter, analog-to-digital converter (ADC) and preprocessing device. It should be noted that the structural diagram of the receiver also shows some other blocks that are not components of the receiver itself, but that implement the function of tracking meters and therefore will not be considered here.
Достоинством данного устройства является возможность работы с космическими аппаратами системы GPS "Навстар" по коду общего применения (C/A - код) и высокоточному Р коду по частоте f1 и f2 (соответственно 1575,42 и 1227,6 МГц). Однако наличие мультиплексирования приводит к снижению соотношения сигнал/шум. Потери при этом составляют примерно 1,5 дБ на один канал.The advantage of this device is the ability to work with spacecraft GPS "Navstar" according to the general use code (C / A - code) and high-precision R code for the frequency f 1 and f 2 (respectively 1575.42 and 1227.6 MHz). However, the presence of multiplexing reduces the signal-to-noise ratio. The loss in this case is approximately 1.5 dB per channel.
Кроме того, приемник не может обеспечить одновременно прием и обработку сигналов двух спутниковых радионавигационных систем типа "Глонасс" и типа GPS "Навстар". In addition, the receiver cannot simultaneously provide the reception and processing of signals from two satellite radio navigation systems such as Glonass and GPS type Navstar.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является комбинированный приемник сигналов космических аппаратов GPS "Навстар"/"Глонасс", содержащий антенну, малошумящий усилитель, диплексор, разветвитель сигналов, опорный термостатированный генератор, четырехканальный приемный модуль системы "Глонасс", каждый из каналов которого содержит, в свою очередь, свой смеситель, усилитель промежуточной частоты и аналого-цифровой преобразователь. Closest to the technical essence of the invention is a combined receiver of GPS spacecraft signals Navstar / Glonass, comprising an antenna, a low-noise amplifier, a diplexer, a signal splitter, a reference thermostatically controlled oscillator, a four-channel receiving module of the Glonass system, each of which contains in turn, its own mixer, intermediate frequency amplifier and analog-to-digital converter.
Такое построение обусловлено тем, что каждый космический аппарат системы "Глонасс" излучает сигнал своей несущей частоте. This construction is due to the fact that each spacecraft of the Glonass system emits a signal to its carrier frequency.
Устройство содержит также шестиканальный приемный модуль системы GPS "Навстар", который содержит смеситель, усилитель промежуточной частоты и аналого-цифровой преобразователь. The device also contains a six-channel receiver module of the Navstar GPS system, which contains a mixer, an intermediate frequency amplifier, and an analog-to-digital converter.
Достоинство комбинированного приемника заключается в возможности работы с сигналами двух спутниковых радионавигационных систем системы "Глонасс" и системы "Навстар". При этом обеспечивается непрерывность и достаточно высокая точность измерения вектора навигационных параметров приемоиндикаторами, в которых используется данный приемник. The advantage of the combined receiver is the ability to work with the signals of two satellite radio navigation systems of the Glonass system and the Navstar system. This ensures the continuity and high accuracy of the measurement of the vector of navigation parameters by the receiver indicators in which this receiver is used.
Однако устройство-прототип имеет ряд существенных недостатков, так как возможность работы по сигналам космических аппаратов двух спутниковых радионавигационных систем достигается за счет двухканальной отдельной для каждой системы космических аппаратов приемной аппаратуры, что приводит к заметному усложнению и увеличению массо-габаритных показателей приемника. However, the prototype device has a number of significant drawbacks, since the ability to work on the signals from spacecraft of two satellite radio navigation systems is achieved due to the two-channel reception equipment separate for each spacecraft system, which leads to a noticeable complication and increase in the mass-dimensional parameters of the receiver.
Кроме того, применение в известном устройстве- прототипе в качестве аналого-цифрового преобразователя (АЦП) двустороннего предельного ограничителя с последующим преобразованием аналогцифра приводит к энергетическим потерям, равным 0,96 дБ, а также не позволяет компенсировать негауссовские помехи, которые имеют место, например, при установке аппаратуры потребителей (АП) на высокодинамических объектах (самолетах, вертолетах, подводных лодках и т.д.). In addition, the use in the known prototype device as an analog-to-digital converter (ADC) of a two-way limiter with the subsequent conversion of an analog-digital signal leads to an energy loss of 0.96 dB, and also does not compensate for non-Gaussian interference that occurs, for example, when installing consumer equipment (AP) at highly dynamic facilities (aircraft, helicopters, submarines, etc.).
В заявляемом устройстве достигнута возможность решения следующих задач:
возможность одновременного приема и обработки сигналов космических аппаратов СРНС "Глонасс" и "Навстар", что позволяет производить высокоскоростную и высокоточную цифровую обработку сигналов КА в различных классах приемоиндикаторов СРНС,
повысить точностные показатели приемника за счет применения фильтров с линейными фазочастотными характеристиками в тракте обработки сигналов КА систем "Глонасс" и "Навстар",
расширить функциональные возможности заявляемого устройства за счет введения СВЧ-коммутатора, обеспечивающего работу по внутренней (встраиваемой в приемоиндикатор) и внешней (выносной) антеннам,
повысить помехоустойчивость приемника к негауссовым и импульсным помехам за счет применения адаптивного аналого-цифрового преобразователя.In the inventive device, the ability to solve the following problems:
the ability to simultaneously receive and process signals from the SRNS Glonass and Navstar spacecraft, which allows for high-speed and high-precision digital processing of spacecraft signals in various classes of SRNS receivers,
to increase the accuracy of the receiver through the use of filters with linear phase-frequency characteristics in the signal processing path of the satellite signals of the Glonass and Navstar systems,
to expand the functionality of the claimed device by introducing a microwave switch that provides work on the internal (built into the receiver-indicator) and external (remote) antennas,
to increase the noise immunity of the receiver to non-Gaussian and impulse noise due to the use of adaptive analog-to-digital converter.
Указанные преимущества заявляемого устройства перед прототипом достигаются за счет того, что в приемник аппаратуры потребителей сигналов глобальных спутниковых радионавигационных систем, содержащий антенну, малошумящий усилитель, смеситель, усилитель промежуточной частоты (УПЧ), опорный термостатированный генератор и аналого-цифровой преобразователь, выход которого является выходом приемника, дополнительно введены вторая антенна, первый и второй фильтры-преселекторы, второй и третий малошумящие усилители, СВЧ-коммутатор, амплитудный ограничитель, формирователь сетки опорных частот (ФСОЧ), фазовращатель, первый третий полосовые фильтры, второй смеситель, второй усилитель промежуточной частоты, первый и второй блоки автоматической регулировки усиления. Выход первой антенны соединен с входом первого фильтра-преселектора, выходом соединенного с входом первого малошумящего усилителя, выход которого подключен к первому входу СВЧ-коммутатора, второй вход которого соединен с выходом второго малошумящего усилителя. Вход второго МШУ подключен к выходу второго фильтра-преселектора, входом подключенного к выходу второй (внешней) антенны. Выход СВЧ-коммутатора соединен с входом амплитудного ограничителя, соединенного выходом с первым входом третьего малошумящего усилителя, выход которого подключен к входу первого полосового фильтра. Выход данного фильтра подсоединен одновременно к первым входам первого и второго смесителей, причем вход второго смесителя соединен с выходом фазовращателя, вход которого подключен одновременно к второму входу первого смесителя и первому выходу формирователя сетки опорных частот (ФСОЧ). Вход последнего подсоединен к выходу опорного термостатированного генератора, причем выход первого смесителя подключен к входу второго полосового фильтра, соединенного выходом с первым входом первого усилителя промежуточной частоты, прямой выход которого соединен одновременно с первым информационным входом аналого-цифрового преобразователя и первым блоком автоматической регулировки усиления (АРУ). Выход первого блока АРУ одновременно подсоединен к второму входу первого усилителя промежуточной частоты (УПЧ) и второму входу третьего малошумящего усилителя (МШУ), причем выход второго смесителя соединен с входом третьего полосового фильтра, соединенного, в свою очередь, выходом с первым входом второго УПЧ. Выход второго УПЧ одновременно соединен с вторым информационным входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и входом второго блока АРУ, выход которого подключен к второму входу второго УПЧ, при этом инверсный выход первого УПЧ соединен с третьим информационным входом АЦП, инверсный выход второго УПЧ подсоединен к четвертому информационному входу АЦП. Второй выход ФСОЧ подключен к входу управления АЦП. The indicated advantages of the claimed device over the prototype are achieved due to the fact that the receiver of the consumer equipment signals of global satellite navigation systems containing an antenna, a low-noise amplifier, a mixer, an intermediate frequency amplifier (UHF), a reference thermostatic generator and an analog-to-digital converter, the output of which is the output receiver, additionally introduced a second antenna, the first and second filter preselectors, the second and third low-noise amplifiers, microwave switch, amplitudes first limiter reference frequency grid generator (FSOCH) phase shifter, the first three bandpass filters, a second mixer, the second intermediate-frequency amplifier, first and second automatic gain control units. The output of the first antenna is connected to the input of the first preselector filter, the output connected to the input of the first low-noise amplifier, the output of which is connected to the first input of the microwave switch, the second input of which is connected to the output of the second low-noise amplifier. The input of the second LNA is connected to the output of the second preselector filter, the input connected to the output of the second (external) antenna. The output of the microwave switch is connected to the input of the amplitude limiter connected by the output to the first input of the third low-noise amplifier, the output of which is connected to the input of the first band-pass filter. The output of this filter is connected simultaneously to the first inputs of the first and second mixers, and the input of the second mixer is connected to the output of the phase shifter, the input of which is connected simultaneously to the second input of the first mixer and the first output of the reference frequency shaper (FSOCH). The input of the latter is connected to the output of the reference thermostatically controlled oscillator, and the output of the first mixer is connected to the input of the second bandpass filter connected by the output to the first input of the first intermediate frequency amplifier, the direct output of which is connected simultaneously with the first information input of the analog-to-digital converter and the first block of automatic gain control ( AGC). The output of the first AGC block is simultaneously connected to the second input of the first intermediate frequency amplifier (IFA) and the second input of the third low-noise amplifier (LNA), and the output of the second mixer is connected to the input of the third band-pass filter, which, in turn, is connected to the output from the first input of the second amplifier. The output of the second converter is simultaneously connected to the second information input of the analog-to-digital converter (ADC) and the input of the second AGC block, the output of which is connected to the second input of the second converter, while the inverse output of the first converter is connected to the third information input of the ADC, the inverse output of the second converter is connected to the fourth information input of the ADC. The second output of the FSOC is connected to the control input of the ADC.
На фиг. 1 представлена функциональная схема приемника аппаратуры потребителей сигналов глобальных спутниковых радионавигационных систем; на фиг.2 структурная схема формирователя сетки опорных частот; на фиг. 3 - функциональная схема делителя частоты, на фиг.4- вариант реализации узла аналого-цифрового преобразователя. In FIG. 1 shows a functional diagram of a receiver of equipment for consumers of signals from global satellite radio navigation systems; figure 2 is a structural diagram of a former of a grid of reference frequencies; in FIG. 3 is a functional diagram of a frequency divider; FIG. 4 is an embodiment of an analog-to-digital converter assembly.
Согласно изобретению приемник аппаратуры потребителей сигналов глобальных спутниковых радионавигационных систем (фиг. 1) содержит антенну 1, выход которой подключен к входу широкополосного фильтра-преселектора 2, выходом соединенного с входом первого малошумящего усилителя 3, выходом соединенного с первым входом СВЧ-коммутатора 4. Второй вход СВЧ-коммутатора 4 подключен к выходу второго малошумящего усилителя 5, вход которого подсоединен к выходу второго широкополосного фильтра-преселектора 6, входом подключенного к выходу второй (выносной) антенны 7. Выход СВЧ-коммутатора 4 подсоединен к входу амплитудного ограничителя 8, выход которого соединен с первым входом третьего малошумящего усилителя 9, выходом соединенного с входом полосового фильтра 10, выход которого одновременно соединен с первыми входами смесителей 11 и 12. Второй вход смесителя 12 подключен к входу фазовращателя 13, вход которого одновременно соединен с вторым входом смесителя 11 и первым выходом формирователя 14 сетки опорных частот, входом соединенного с выходом опорного термостатированного генератора 15. Выход смесителя 11 подключен к входу полосового фильтра 16, выход которого подсоединен к первому входу усилителя 17 промежуточной частоты, прямой выход которого соединен одновременно с входом блока 18 автоматической регулировки усиления и первым информационным входом аналого-цифрового преобразователя 19. Выход смесителя 12 соединен с входом полосового фильтра 20, соединенного выходом с входом усилителя 21 промежуточной частоты, прямой выход которого подключен одновременно к второму информационному входу АЦП 19 и входу блока 22 автоматической регулировки усиления, выходом соединенного с вторым входом усилителя 21 промежуточной частоты. Инверсные выходы усилителей 17 и 21 промежуточной частоты подключены соответственно к третьему и четвертому информационным входам аналого-цифрового преобразователя 19, первый четвертый выходы которого являются выходами приемника. Второй выход формирователя 14 сетки опорных частот подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя 19. According to the invention, the receiver equipment of the consumers of signals of global satellite radio navigation systems (Fig. 1) contains an
Формирователь 14 сетки опорных частота (фиг.1,2) содержит импульсный фазовый детектор 23 и частотный детектор 24, первые входы которых объединены между собой и подключены к выходу опорного термостатированного генератора 15. Выходы блоков 23 и 24 соединены соответственно с первым и вторым входом сумматора 25, первый и второй выходы которого соединены соответственно с управляющими входами ключей 26 и 27. Вторые управляющие входы ключей 26 и 27 подключены соответственно к положительному потенциалу питающего напряжения и нулевому потенциалу. Выходы ключей 26 и 27 объединены между собой и соединены с входом фильтра 28 нижних частот, поддерживая таким образом стабильный выходной ток на входе фильтра 28 нижних частот. Выход ФНЧ 28 подключен к входу генератора 29, управляемого напряжением, выход которого соединен одновременно с блоками 11 и 13, а также с многоступенчатым делителем 30, первый выход которого одновременно подключен к вторым входам блоков 23 и 24, образуя тем самым кольцо фазовой автоподстройки частоты. Второй выход делителя 30 подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя 19. Shaper 14 of the grid of the reference frequency (Fig.1,2) contains a
Многоступенчатый делитель 30 частоты (фиг. 2 и 3) содержит Т-триггер 31, тактовый вход которого соединен с выходом генератора 29, управляемого напряжением, и является выходом многоступенчатого делителя 30 частоты. Выход Т-триггера 31 соединен с входом синхронизации счетчика-делителя 32 (N=72), выход которого подключен к вторым входам импульсного фазового детектора 23 и частотного детектора 24 соответственно. Кроме того, выход Т-триггера 31 подключен также к входу синхронизации счетчика-делителя 33 (N=8), выходом соединенного с входом управления аналого-цифрового преобразователя 19. The multi-stage frequency divider 30 (FIGS. 2 and 3) contains a T-
Аналого-цифровой преобразователь 19 (фиг. 1 и 4) включает компараторы 34, 35, 36 и 37, интеграторы 38 и 39, элементы ИЛИ 40 и 41. Первый вход компаратора 34 соединен с прямым выходом усилителя 17 промежуточной частоты, инверсный выход последнего подключен к первому входу компаратора 35. Выход компаратора 34 является первым выходом приемника (выход I1), причем он соединен с первым входом элемента ИЛИ 40. Выход компаратора 35 является вторым выходом приемника (выход I2), причем он соединен с вторым входом элемента ИЛИ 40. Выход элемента ИЛИ 40 подключен к входу интегратора 38, выход которого соединен одновременно с вторыми входами компараторов 34 и 35. Первый вход компаратора 36 подключен к инверсному выходу усилителя 21 промежуточной частоты, прямой выход блока 21 соединен с первым входом компаратора 37. Выход компаратора 36 является третьим выходом приемника (выход Q1), причем он подключен к первому входу элемента ИЛИ 41. Выход компаратора 37 является четвертым выходом приемника (выход Q2), одновременно он соединен с вторым входом элемента ИЛИ 41. Выход элемента ИЛИ 41 соединен с входом интегратора 39, выход которого подключен одновременно к вторым входам компараторов 36 и 37. Второй выход формирователя 14 сетки опорных частот соединен одновременно с третьими (управляющими) входами компараторов 34 37.The analog-to-digital converter 19 (FIGS. 1 and 4) includes
Устройство работает следующим образом. На вход антенны приемника поступают сигналы космических аппаратов спутниковых радионавигационных систем "Глонасс" и "Навстар" Si(t), которые в общем случае имеют вид
(1)
где A(t) флуктуирующая в точке приема амплитуда сигнала КА;
Pi(t) псевдослучайная огибающая сигнала i-го КА0;
Di(t) навигационное сообщение i-го КА;
ωi несущая частота i-го КА;
t текущее время;
Φi начальная фаза несущей i-го КА.The device operates as follows. The receiver antenna receives signals from spacecraft of the Glonass and Navstar satellite radio navigation systems S i (t), which in the general case have the form
(one)
where A (t) is the amplitude of the spacecraft signal fluctuating at the receiving point;
Pi (t) pseudo-random envelope of the signal of the i-th KA0;
Di (t) navigation message of the i-th spacecraft;
ω i is the carrier frequency of the i-th spacecraft;
t current time;
Φ i is the initial phase of the carrier of the i-th spacecraft.
Амплитудно-частотная характеристика приемного тракта заявляемого устройства определяется спектрами частот принимаемых сигналов. Спектр частот сигналов системы КА GPS "Навстар" при работе по коду общего применения С/A составляет (1575,42 1) МГц, а спектр частот сигналов КА системы "Глонасс" при работе по кодам пониженной и высокой точности (соответственно ПТ и ВТ) составляет (1602 -1620,6) МГц. Это означает, что общая полоса частот принимаемых сигналов равна 1574,42≅Δf≅1620,6 МГц,, т.е. занимаемая полоса частот Δf f составляет примерно 50 МГц. The amplitude-frequency characteristic of the receiving path of the claimed device is determined by the frequency spectra of the received signals. The frequency spectrum of the signals of the spacecraft GPS "Navstar" when working with the general application code C / A is (1575.42 1) MHz, and the frequency spectrum of the signals of the spacecraft "Glastass" when working with the codes of low and high accuracy (respectively, PT and VT) is (1602 -1620.6) MHz. This means that the total frequency band of the received signals is equal to 1574.42≅Δf≅1620.6 MHz, i.e. The occupied frequency band Δf f is approximately 50 MHz.
С выхода антенны 1, которая встроена непосредственно в аппаратуру потребителей, сигнал поступает на вход широкополосного фильтра-преселектора 2, который служит для ограничения полосы частот принимаемых сигналов в диапазоне 1574,42 1621 МГц. Указанный фильтр, который может быть выполнен, например, на объемных электрических резонаторах, реализует аппроксимацию Баттерворта или Кауэра с линейной фазо-частотной характеристикой (ФЧХ) в полосе пропускания, при этом порядок фильтра равен четырем. Такой подход приводит к тому, что нет необходимости использовать специальный калибратор для обеспечения минимальной неравномерности времени группового запаздывания для сигналов КА с различными несущими частотами. С выхода фильтра 2 сигнал поступает на вход малошумящего усилителя 3, где происходит предварительное усиление сигнала, который затем поступает на первый вход СВЧ-коммутатор 4. From the output of the
Указанный СВЧ-коммутатор, который может быть выполнен, например, на p-i-n диодах, обеспечивает возможность работы по одной из антенн: либо по внутренней (встраиваемой в аппаратуру потребителей), либо по внешней (выносной). При этом СВЧ-коммутатор 4 реализован таким образом, что при подключении внешней антенны отключаются блоки 1, 2 и 3 и осуществляется работа только на внешнюю антенну. The specified microwave switch, which can be performed, for example, on p-i-n diodes, provides the ability to work on one of the antennas: either internal (built-in consumer equipment) or external (remote). At the same time, the microwave switch 4 is implemented in such a way that when connecting an external antenna, blocks 1, 2 and 3 are turned off and only the external antenna is operated.
С выхода выносной антенны 7 сигнал поступает на вход широкополосного фильтра-преселектора 6, назначение, тип и параметры которого аналогичны фильтру 2. С выхода фильтра 6 сигнал поступает на вход малошумящего усилителя 5, функции которого аналогичны функциям устройства 3. Малошумящие усилители 3 и 5 выполнены на основе арсенид галлиевых транзисторов с барьером Шоттки. Параметры МШУ 3 и 5 таковы: коэффициент усиления 35 дБ, диапазон принимаемых частот 1 8 ГГц при неравномерности амплитудно-частотной характеристики 1 дБ и коэффициенте шума 1,5 дБ. Выход МШУ 5 соединен с вторым входом СВЧ-коммутатора 4. Параметры СВЧ-коммутатора, выполненного на основе p-i-n диодов типа 2А547А, таковы: полоса допустимых рабочих частот 0,6 9 ГГц, величина потерь пропускания открытого канала 1,5 дБ, коэффициент стоячей волны равен 1,8. From the output of the
В дальнейшем сигнал с выхода СВЧ-коммутатора 4 поступает на вход двухстороннего амплитудного ограничителя 8, который представляет собой параметрический усилитель и предназначен для предотвращения возбуждения каскадов приемо-усилительного тракта в случае воздействия мощных помех, спектр которых находится в полосе пропускания приемника (например, систем глобальной космической связи или астрофизических излучателей). Потери полезной мощности при использовании амплитудного ограничителя 8 не превышают 0,5 дБ в полосе пропускания. Сигнал с выхода амплитудного ограничителя 8 поступает на первый вход МШУ 9, где происходит дальнейшее усиление принимаемого сигнала. Полосовой фильтр 10 предназначен для устранения дополнительных пульсаций в полосе пропускания широкополосного фильтра-преселектора 2 или 6 (в зависимости от режима работы). Subsequently, the signal from the output of the microwave switch 4 is fed to the input of a two-sided amplitude limiter 8, which is a parametric amplifier and is designed to prevent the excitation of the cascades of the receive-amplifier path in the event of exposure to powerful interference whose spectrum is in the passband of the receiver (for example, global space communications or astrophysical emitters). The loss of net power when using the amplitude limiter 8 does not exceed 0.5 dB in the passband. The signal from the output of the amplitude limiter 8 is fed to the first input of the LNA 9, where further amplification of the received signal occurs. The band-pass filter 10 is designed to eliminate additional ripple in the passband of the broadband filter-
В дальнейшем сигнал с выхода полосового фильтра 10 поступает на первые входы смесителей 11 и 12, которые выполнены по балансной схеме и представляют собой квадратурные преобразователи входного сложного фазоманипулированного сигнала. С этой целью блоки 11 и 12 соединены с гетеродином частотой 1400 МГц (первый выход формирователя 14 сетки опорных частот) с фазовым сдвигом за счет фазовращателя 13. На выходе смесителей 11 и 12 образуется сигнал разностной частоты fпр=fc fг с образованием в канале блока 11 синфазной (синусной), а в канале блока 12 квадратурной (косинусной) составляющей преобразованного входного сигнала. Выходы смесителей 11 и 12 подключены соответственно к входам полосовых фильтров 16 и 20, которые представляют собой широкополосные фильтры с аппроксимацией Баттерворта и параметрами: частоты среза f1= 50 кГц, f2=26 МГц (по уровню 2 дБ), ослабление по частоте 30 кГц равно 45 дБ, а на частоте 28 МГц 90 дБ соответственно. Заметим, что указанная аппроксимация при реализации фильтров 16 и 20, а также реализация балансных смесителей на основе схемы с квазилинейным сдвигом частоты позволяет обеспечить очень малую величину неравномерности группового времени запаздывания Δτ для всех сигналов КА систем "Глонасс" и "Навстар" (примерно 1,5 нс). Такая величина Dt позволяет существенно повысить точностные показатели аппаратуры потребителей в целом.Subsequently, the signal from the output of the band-pass filter 10 is supplied to the first inputs of the
Выход полосового фильтра 16 соединен с первым входом усилителя 17 промежуточной частоты, а полосовой фильтр 20 соединен с первым входом усилителя 21 промежуточной частоты. Усилители 17 и 21 промежуточной частоты необходимы для дальнейшего усиления входного сигнала. The output of the bandpass filter 16 is connected to the first input of the intermediate frequency amplifier 17, and the bandpass filter 20 is connected to the first input of the intermediate frequency amplifier 21. Amplifiers 17 and 21 of intermediate frequency are needed to further amplify the input signal.
Для обеспечения постоянства коэффициента усиления в заданных пределах используются блоки 18 и 22 автоматической регулировки усиления, причем в синфазном и квадратурном канале реализован свой блок АРУ. Блок АРУ 18, работающий по синфазной составляющей, охватывает усилитель 17 промежуточной частоты и малошумящий усилитель 9, а блок АРУ 22 усилитель 21 промежуточной частоты. Глубина регулировки блоков АРУ 18 и 22 составляет 28 дБ. To ensure the constant gain within the specified limits, blocks 18 and 22 of automatic gain control are used, and in the common-mode and quadrature channels, a separate AGC block is implemented. The AGC block 18 operating in common mode comprises an intermediate frequency amplifier 17 and a low-noise amplifier 9, and the AGC block 22 an intermediate frequency amplifier 21. The depth of adjustment of the AGC blocks 18 and 22 is 28 dB.
С прямого и инверсного выходов усилителя 17 промежуточной частоты синфазная составляющая входного сигнала поступает на первый и третий информационные входы аналого-цифрового преобразователя 19, а квадратурная составляющая поступает с прямого и инверсного выходов УПЧ 21 на второй и четвертый информационные входы АЦП 19. После аналого-цифрового преобразователя на выходах I1 и I2 АЦП 19 образуются соответственно синфазная, а на выходах Q1 и Q2 соответственно квадратурная цифровая составляющие входного сигнала приемника аппаратуры потребителей СРНС.From the direct and inverse outputs of the intermediate frequency amplifier 17, the in-phase component of the input signal is supplied to the first and third information inputs of the analog-to-
Достоинством АЦП 19 является свойство адаптивности, т.е. пороговые уровни напряжения, с которыми сравниваются входные сигналы при оцифровке, не фиксированы, а формируется путем логического сложения по ИЛИ и интегрирования. Это свойство АЦП позволяет увеличить или уменьшить пороги сравнения в зависимости от спектральных свойств входного сигнала. Такая реализация существенно увеличивает помехозащищенность системы, например, при воздействии гармонических (негауссовых) или сосредоточенных импульсных помех. The advantage of
По сравнению с устройством-прототипом [3] в заявляемом приемнике аппаратуры потребителей сигналов глобальных спутниковых радионавигационных систем достигнуты следующие преимущества:
обеспечена возможность приема и обработки сигналов двух спутниковых радионавигационных систем "Глонасс" и "Навстар" с помощью одного приемного тракта, т.е. достигнуто существенное упрощение аппаратуры;
за счет применения фильтров с линейной фазо-частотной характеристикой обеспечена малая величина ($E<=>1,5 нс) неравномерности времени группового запаздывания во всей полосе рабочих частот КА, что позволяет обеспечить прецизионность измерения вектора радионавигационных параметров;
расширены функциональные возможности приемника за счет введения внутренней (встраиваемой) и внешней антенны, причем применением СВЧ-коммутатора достигается возможность автоматического перехода с внутренней антенны на внешнюю при подключении последней;
повышена помехоустойчивость приемника к негауссовым и внешним помехам за счет использования адаптивного аналого-цифрового преобразователя.Compared with the prototype device [3] in the inventive receiver of the apparatus of consumers of signals from global satellite radio navigation systems, the following advantages are achieved:
the possibility of receiving and processing signals of two satellite radio navigation systems "Glonass" and "Navstar" using one receiving path, i.e. A significant simplification of the equipment was achieved;
due to the use of filters with a linear phase-frequency characteristic, a small value ($ E <=> 1.5 ns) of non-uniformity of group delay time in the entire band of operating frequencies of the spacecraft is ensured, which ensures the precision of measurement of the vector of radio navigation parameters;
the receiver’s functionality has been expanded due to the introduction of an internal (built-in) and external antenna, and the use of a microwave switch makes it possible to automatically switch from an internal antenna to an external antenna when the latter is connected;
the noise immunity of the receiver to non-Gaussian and external noise due to the use of an adaptive analog-to-digital converter is increased.
Таким образом поставленные задачи решены. Thus, the tasks are solved.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94031534A RU2067770C1 (en) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | User set receiver for signals from global satellite navigation systems |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94031534A RU2067770C1 (en) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | User set receiver for signals from global satellite navigation systems |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94031534A RU94031534A (en) | 1996-06-20 |
RU2067770C1 true RU2067770C1 (en) | 1996-10-10 |
Family
ID=20160069
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94031534A RU2067770C1 (en) | 1994-08-30 | 1994-08-30 | User set receiver for signals from global satellite navigation systems |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2067770C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2569578C1 (en) * | 2014-08-01 | 2015-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственнный университет путей сообзщения" МГУПС (МИИТ) | Phase-compensating image channel suppressor in radio signal receiver |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000016120A1 (en) * | 1998-09-15 | 2000-03-23 | Samsung Electronics Company, Limited | Device for receiving signals from satellite radio-navigation systems |
-
1994
- 1994-08-30 RU RU94031534A patent/RU2067770C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Абросимов В.Н., Алексеева В.И., Гребенко Ю.А., Лукин В.Н., Мищенко Н.Н., Новиков И.А. Использование системы Navstar для определения угловой ориентации объектов, "Зарубежная радиоэлектроника" N 1, 1989, с.49, рис.2. Raymond A.Eastwood An Inkgrated GPS /Glonass receiver - "Navigation" (USA), 1990, N 2, pp. 141-151. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2569578C1 (en) * | 2014-08-01 | 2015-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственнный университет путей сообзщения" МГУПС (МИИТ) | Phase-compensating image channel suppressor in radio signal receiver |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94031534A (en) | 1996-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4785463A (en) | Digital global positioning system receiver | |
US4701934A (en) | Method of doppler searching in a digital GPS receiver | |
US7035613B2 (en) | L1/L2 GPS receiver | |
Hentschel | The six-port as a communications receiver | |
CA1260120A (en) | Apparatus for and method of doppler searching in a digital gps receiver | |
US10101461B2 (en) | Radio frequency circuit structure for implementing function of converting GNSS satellite signal into baseband signal | |
CN107015206B (en) | Adaptive antenna interference detection system and method | |
JPH0820501B2 (en) | GPS satellite receiver | |
GB2258776A (en) | Double superhet radio receiver | |
JPH04309879A (en) | Digital receiver of position judging system for wide area | |
US20100085251A1 (en) | Positioning receiver | |
US5812591A (en) | Dual conversion GPS frequency converter and frequency plan for same | |
JPH10290212A (en) | Method for receiving and converting spectrum spread signal and device therefor | |
EP2048775A1 (en) | Anti jamming system | |
CN105549044A (en) | Combined positioning device and method of GNSS (Global Navigation Satellite System) based on data fusion | |
JP2015121542A (en) | Device and method for performing processing of navigation signal having reduced bandwidth | |
CN113037307B (en) | Satellite receiver chip and satellite receiver system | |
US5267260A (en) | Spread spectrum receiver using the code division multiple access mode | |
RU2067770C1 (en) | User set receiver for signals from global satellite navigation systems | |
US7295635B2 (en) | Method of signal processing in the presence of interference | |
US5343210A (en) | Satellite radionavigation receiver | |
RU2195685C1 (en) | Receiver in equipment of users of signals of global satellite radio navigation systems | |
RU2100821C1 (en) | Receiver for user equipment of global satellite navigation system | |
RU2097919C1 (en) | Microwave receiver of signals from satellite navigation systems | |
RU2110149C1 (en) | Receiver for signals of satellite navigation systems |