WO2017137878A1 - Многоканальный многосистемный радиочастотный блок спутникового навигационного приемника - Google Patents

Многоканальный многосистемный радиочастотный блок спутникового навигационного приемника Download PDF

Info

Publication number
WO2017137878A1
WO2017137878A1 PCT/IB2017/050623 IB2017050623W WO2017137878A1 WO 2017137878 A1 WO2017137878 A1 WO 2017137878A1 IB 2017050623 W IB2017050623 W IB 2017050623W WO 2017137878 A1 WO2017137878 A1 WO 2017137878A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
frequency
signal
channel
satellite navigation
input
Prior art date
Application number
PCT/IB2017/050623
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Игорь АНТОНОВ
Андрей КОЛОТКИН
Original Assignee
ЧЕРНЯКОВСКИЙ, Николай
Общество С Ограниченной Ответственностью "Нтлаб-Ск"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ЧЕРНЯКОВСКИЙ, Николай, Общество С Ограниченной Ответственностью "Нтлаб-Ск" filed Critical ЧЕРНЯКОВСКИЙ, Николай
Priority to EP17749942.3A priority Critical patent/EP3413088A4/en
Priority to CN201780007768.3A priority patent/CN108603940A/zh
Priority to AU2017218717A priority patent/AU2017218717A1/en
Publication of WO2017137878A1 publication Critical patent/WO2017137878A1/ru
Priority to IL260697A priority patent/IL260697A/en
Priority to US16/046,822 priority patent/US11221416B2/en
Priority to AU2020202929A priority patent/AU2020202929A1/en

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/33—Multimode operation in different systems which transmit time stamped messages, e.g. GPS/GLONASS
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/35—Constructional details or hardware or software details of the signal processing chain
    • G01S19/36—Constructional details or hardware or software details of the signal processing chain relating to the receiver frond end

Definitions

  • the invention relates to multi-system radio frequency units of a satellite navigation receiver (SPS) and can be used to simultaneously receive navigation signals from several navigation systems: the global navigation satellite system of Russia (GLONASS), the US global positioning system (Global Positioning System - GPS), global navigation satellite system The European Union and the European Space Agency (Galileo), China's satellite navigation system (BeiDou / COMPASS), regional satellite navigation Istemi India (IRNSS), regional navigation satellite system in Japan (QZSS).
  • GLONASS Global Navigation Satellite System
  • GPS Global Positioning System - GPS
  • Galileo European Union and the European Space Agency
  • BeiDou / COMPASS China's satellite navigation system
  • Istemi India Istemi India
  • QZSS regional navigation satellite system in Japan
  • CMOS complementary metal-oxide-semiconductor
  • CN202533579U containing a radio frequency unit, a frequency converter of a radio channel, a reference signal source of a local oscillator, a signal processing module capable of simultaneously receiving a signal from four different satellite navigation systems in a wide range of frequencies - GPS, GLONASS, BeiDou-1 and BeiDou- 2 [4].
  • the inventive multichannel multi-system radio frequency unit is designed to optimize the operation of the receiving devices of consumers when located anywhere in the world, to improve the accuracy of determining the location of the receiving devices while maintaining the compactness of these devices and to reduce the energy consumption of the receiving devices.
  • the inventive multi-channel multi-system radio-frequency unit of the satellite navigation receiver manufactured by the "system on a chip” technology, which uses the structure of the receiving path with one frequency conversion of the input signal, is designed to simultaneously work with any combination of signals from satellite navigation systems, including the global navigation satellite system Russia (GLONASS), the United States global positioning system (Global Positioning System - GPS), the global navigation satellite system The European Union and the European Space Agency (Galileo), China's satellite navigation system (BeiDou / COMPASS), India's regional navigation satellite system (IRNSS), Japan's regional navigation satellite system (QZSS), each channel of which contains a low-noise amplifier, the output of which is connected to the input a quadrature mixer with suppression of a mirror channel connected in series with an intermediate frequency filter with an adjustable passband, the output of which is connected to the input an intermediate frequency amplifier with gain control, the signal from which goes to the inputs of the output linear buffer and a two-bit analog-to-digital converter with a choice of thresholds, the output of
  • the multi-channel multi-system radio-frequency unit of the satellite navigation receiver contains four identical independently configurable receiving channels with a high degree of isolation from mutual signal penetration and interference.
  • the low-noise amplifier at the input of each receiving channel is equipped with an automatic gain control system.
  • the clock frequency for the correlator is obtained from the local oscillator frequency generated by either of two built-in frequency synthesizers.
  • the RF unit 1 has terminals 2, 3, 4, and 5 for connecting a GPS / rjlOHACC / Galileo / BeiDou / IRNSS / QZSS antenna module for each receiving channel 6, 7, 8, and 9, respectively.
  • the antenna module through terminal 2 is connected to the input of a low-noise amplifier 10 equipped with an automatic gain control system (AGC) 1 1, the output of which is connected to the input of a quadrature mixer with a choice of a fencing strip consisting of mixers 12 and 13, to which quadrature heterodyne signals from the driver quadrature signals of the local oscillator 14, and the polyphase filter (phase-return-adder) 15.
  • AGC automatic gain control system
  • ADC analog-to-digital converter
  • the signal for the detector 23 of the AGC system is taken from the output of the ADC 20, and the detection threshold is set using the built-in DAC through the serial interface 24 so that the integral percentage of exceeding the digital signals of magnitude is equal to the direct or additional code, set on the built-in DAC.
  • Channels 7, 8, and 9 are identical to channel 6.
  • the filter bandwidth of the inverter filters is automatically adjusted when the radio frequency unit is powered up using the auto-tuning system 25, which uses the frequency of the external reference generator 26 as a reference frequency. If necessary, the filter bandwidth of the inverter can be changed by setting the appropriate code through serial interface 24, and also can be initiated by the start of the auto-tuning system.
  • Each filter can have an individually programmed bandwidth. In this case, after starting the autocalibration system, the logical machine will apply the correction codes in accordance with the specified bandwidth.
  • the radio frequency unit includes two frequency synthesizers 27 and 28.
  • the frequency synthesizer 27 consists of a voltage controlled oscillator (VCO) 29, the differential output of which is connected to the inputs of the quadrature signal conditioners 30 and 31 and the VCO 32 frequency divider that generates the clock signal used for the external correlator to work 22.
  • the output of the VCO frequency divider 32 is connected to the input of the frequency divider 33, forming the divided VCO frequency supplied to the frequency-phase detector (ChFD) 34, and to the input of the divider 35, output which is connected to the input of the divider 36.
  • the comparison frequency signal generated by the divider of the reference frequency 37 supplied from the output of the external reference oscillator 26 is fed to the second input of the PDF 34.
  • the output of the PSD 34 is connected to the input of the built-in filter 38 of the frequency synthesizer 27 with phase-locked loop (PLL) )
  • the output of the filter 38 is connected to the control input of the VCO 29.
  • the division factors of the dividers 32, 33, and 37 are programmed through the serial interface 24.
  • the frequency synthesizer band 27 can be adjusted by adjusting the filter 38, the elements of which are set via the serial interface 24.
  • the VCO 29 has an automatic tuning system subband triggered when the multichannel multisystem radio frequency unit of the satellite navigation receiver is turned on or when a corresponding command is sent via Hence the interface 24.
  • the frequency synthesizer 28 is similar to the frequency synthesizer 27. The difference is that the signal from the differential output of the VCO 29 is supplied not to two formers of the quadrature signals of the local oscillator, but to one former of the quadrature signals of the local oscillator 39.
  • - frequency synthesizer 27 generates a local oscillator signal for channels 6 and 7, and frequency synthesizer 28 - for channels 8 and 9,
  • - frequency synthesizer 27 generates a common local oscillator signal for all four receiving channels.
  • the source of the clock frequency of the correlator 22 is selected, which is obtained from the local oscillator frequency generated by any of the frequency synthesizers.
  • the output of the multiplexer 41 is connected to the input of the amplifier 42.
  • the receiving path shown in the Figure of a multi-channel multi-system radio-frequency unit of a satellite navigation receiver is made according to a single conversion circuit with a low IF.
  • a common external antenna unit is used, from which the signals are sent to four independent identical channels, each of which contains a low-noise amplifier equipped with an automatic gain control system, a quadrature mixer with suppression of the mirror channel with the choice of a fence band (higher or lower than the local oscillator frequency) , intermediate-frequency filter with adjustable passband, intermediate-frequency amplifier with gain control, linear output buffer, two-bit analog to-digital converter with a choice of thresholds, the detector of the analog and digital outputs, digital-to-analog converter for controlling the gain of the intermediate frequency amplifier via a serial interface that provides the versatility of its use.
  • To convert the signals of all navigation systems one common or two different sources of the quadrature signals of the local oscillator generated using fully integrated frequency synthesizers are used.
  • the receiving path from the outputs of the quadrature mixers to the outputs of the inverter can be configured in various ways through a serial interface, which allows, in particular, to increase the noise immunity.
  • the signals from the outputs of the quadrature mixers are fed to broadband phase-shifters-adders, which in a wide frequency range carry out a phase shift of the output signals from the quadrature mixers and sum them.
  • a useful signal develops in phase, and, a mirror signal in relation to useful - in antiphase.
  • the phase-return combiners are constructed in the same way, but are connected to the outputs of the common quadrature mixers in such a way that only a part of the spectrum above (below) the local oscillator frequency passes to the output of a single phase-return adder. Thus, interference in the part of the spectrum below (above) the local oscillator frequency will be suppressed at the output of the phase-return adder.
  • the narrow-band interference will not be able to block the reception of signals at once for all systems of a multi-system DSS constructed using the radio frequency unit according to the claimed utility model, which increases the reliability of determining coordinates in difficult reception conditions, that is, increases the noise immunity of the DSS.
  • Voltage stabilizers 43 for the functional units of each channel (RF part, IF part) and synthesizers are designed to form a stabilized voltage source and electrical isolation.
  • the device has a source of reference current and voltage 44, a crystal temperature sensor 45.
  • the prototypes of the multichannel multisystem radio-frequency unit of the satellite navigation receiver designed using the "system on a chip” technology, were made on the basis of the design documentation of NTLab-SYSTEM CJSC and assembled in a 88-pin QFN type case with a pitch of 0.4 mm terminals and body dimensions : length - 10 mm, width - 10 mm, height - 0.85 mm.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Superheterodyne Receivers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к многосистемным радиочастотным блокам спутниковых навигационных приемников и может использоваться для одновременного приема любой комбинации навигационных сигналов от нескольких навигационных систем: ГЛОНАСС, GPS, Galileo, BeiDou, IRNSS, QZSS. Блок, изготовленный по технологии «система на кристалле», содержит четыре идентичных независимо конфигурируемых приёмных канала с высокой степенью изоляции от взаимного проникновения сигнала и помех, два синтезатора частоты гетеродина с наличием режима формирования единого сигнала гетеродина для всех четырех каналов, формирователь квадратурных сигналов гетеродина для квадратурных смесителей, систему автоматической калибровки полосы фильтров промежуточной частоты. Каждый приемный канал содержит квадратурный смеситель с подавлением зеркального канала с возможностью выбора верхней или нижней полосы заграждения и цифро-аналоговую систему автоматической регулировки усиления на промежуточной частоте. При работе заявляемого блока при приёме сигнала используют любую опорную частоту из заданного диапазона, а также любую частоту преобразования из заданного диапазона для квадратурных смесителей. Тактовую частоту для коррелятора получают из частоты гетеродина, сформированной любым из двух встроенных синтезаторов частоты.

Description

МНОГОКАНАЛЬНЫЙ МНОГОСИСТЕМНЫЙ РАДИОЧАСТОТНЫЙ БЛОК СПУТНИКОВОГО НАВИГАЦИОННОГО ПРИЕМНИКА
Изобретение относится к многосистемным радиочастотным блокам спутникового навигационного приемника (СНП) и может использоваться для одновременного приема навигационных сигналов от нескольких навигационных систем: 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), спутниковой навигационной системы КНР (BeiDou/COMPASS), региональной навигационной спутниковой системы Индии (IRNSS), региональной навигационной спутниковой системы Японии (QZSS).
Известно, что одновременное использование навигатором нескольких систем снижает погрешность определения координат. Кроме того, «гибридные» навигаторы «видят» одновременно больше спутников, чем устройства, способные работать только с одной из систем, что обеспечивает большую надежность приема [ 1 ], [ 2 ].
Известен многосистемный спутниковый навигационный приемник содержащий делитель мощности, преобразователь частоты радиоканала, источник опорного сигнала гетеродина частотой 10 МГц, блок питания, модуль обработки сигнала и интерфейсный модуль ввода-вывода [ 3 ].
Известен многосистемный приемник сигналов (CN202533579U), содержащий радиочастотный блок, преобразователь частоты радиоканала, источник опорного сигнала гетеродина, модуль обработки сигнала, способный одновременно принимать сигнал от четырёх разных спутниковых навигационных систем в широком спектре частот - GPS, ГЛОНАСС, BeiDou-1 и BeiDou-2 [ 4 ].
Недостаток таких приемников сигналов состоит в том, что они имеют один общий вход для сигнала, а также то, что для каждой из используемых спутниковых навигационных систем предусмотрен свой фиксированный канал, что ограничивает количество возможных комбинаций обрабатываемых сигналов спутниковых навигационных систем. Известен многорежимный мультичастотный приемник навигационной спутниковой системы. Устройство содержит малошумящий усилитель, делитель мощности и несколько схем обработки сигнала радиочастоты, включающие последовательно соединенные первый СВЧ-ключ, несколько полосовых фильтров, второй СВЧ-ключ, высокочастотный малошумящий усилитель, смеситель, фильтр промежуточной частоты, усилитель, систему автоматической регулировки усиления [ 5 ].
Недостаток такого приемника сигналов состоит в том, что он также имеет один общий вход для сигнала при четырех каналах, каждый из которых разделяется на фиксированные диапазоны сигналов, а также использование индивидуального синтезатора для каждого канала.
Заявляемый многоканальный многосистемный радиочастотный блок предназначен для оптимизации работы приемных устройств потребителей при нахождении в любой точке земного пространства, повышения точности определения местонахождения приемных устройств с одновременным сохранением компактности этих устройств и для снижения энергоемкости приемных устройств.
Заявляемый многоканальный многосистемный радиочастотный блок спутникового навигационного приемника, изготовленный по технологии «система на кристалле», в котором используют структуру приемного тракта с одним преобразованием частоты входного сигнала, предназначен для одновременной работы с любой комбинацией сигналов спутниковых навигационных систем, в том числе 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), спутниковой навигационной системы КНР (BeiDou/COMPASS), региональной навигационной спутниковой системой Индии (IRNSS), региональной навигационной спутниковой системой Японии (QZSS), каждый канал которого содержит малошумящий усилитель, выход которого соединен со входом квадратурного смесителя с подавлением зеркального канала, последовательно соединенного с фильтром промежуточной частоты с подстраиваемой полосой пропускания, выход которого соединен со входом усилителя промежуточной частоты с регулировкой усиления, сигнал с которого поступает на входы выходного линейного буфера и двухбитного аналого- цифрового преобразователя с выбором порогов, выход которых соединен с детектором аналогового и цифрового выходных сигналов с цифро-аналоговым преобразователем для управления коэффициентом усиления усилителя промежуточной частоты, содержащий систему автоматической калибровки полосы фильтров промежуточной частоты, два синтезатора частоты с фазовой автоподстройкой частоты, каждый из которых состоит из генератора управляемого напряжением, сопряженного с предварительным делителем, сигнал с которого поступает на вход двух последовательно соединенных делителей для формирования тактовой частоты корреляторов и на делитель, входящий в петлю фазовой автоподстройкой частоты, соединенный со входом частотно-фазового детектора, на второй вход которого поступает сигнал с делителя опорной частоты для формирования частоты сравнения, а выход соединен с фильтром синтезатора частоты, формирователь квадратурных сигналов гетеродина для квадратурных смесителей, а также содержащий модуль питания со стабилизаторами напряжения для каждого функционального узла, датчик температуры кристалла, последовательный интерфейс для управления режимами работы составных частей и конфигурацией всего многоканального многосистемного радиочастотного блока в целом.
Многоканальный многосистемный радиочастотный блок спутникового навигационного приемника содержит четыре идентичных независимо конфигурируемых приёмных канала с высокой степенью изоляции от взаимного проникновения сигнала и помех.
Входы и выходы устройства расположены симметрично относительно углов корпуса для обеспечения идентичности задержек по паразитным элементам корпуса.
Один из синтезаторов частоты гетеродина используют в качестве источника сигнала гетеродина для первого и второго приемных каналов, а другой используют в качестве источника сигнала гетеродина для третьего и четвертого приемных каналов, кроме того существует режим формирования единого сигнала гетеродина для всех четырех каналов. При работе заявляемого многоканального многосистемного радиочастотного блока спутникового навигационного приемника при приёме сигнала используют произвольную опорную частоту из заданного диапазона, а также произвольную частоту преобразования из заданного диапазона для квадратурных смесителей, относительно которой объединенный спектр сигналов всех навигационных систем может быть расположен как симметрично, так и асимметрично.
Малошумящий усилитель на входе каждого приемного канала оснащен системой автоматической регулировки усиления.
Для квадратурного смесителя с подавлением зеркального канала в каждом приемном канале имеется возможность выбора верхней или нижней полосы заграждения.
Многоканальный многосистемный радиочастотный блок спутникового навигационного приемника содержит усилитель промежуточной частоты с цифро-аналоговой регулировкой усиления.
Кроме того, тактовую частоту для коррелятора получают из частоты гетеродина, сформированной любым из двух встроенных синтезаторов частоты.
Заявляемая разработка иллюстрируется Фигурой, на которой показана структурная схема предлагаемого многосистемного радиочастотного блока спутникового навигационного приемника, изготовленного по технологии "система на кристалле".
Как видно из Фигуры, радиочастотный блок 1 имеет выводы 2, 3, 4 и 5 для подключения GPS/rjlOHACC/Galileo/BeiDou/IRNSS/QZSS антенного модуля для каждого приемного канала 6, 7, 8 и 9 соответственно. Антенный модуль через вывод 2 подключен ко входу малошумящего усилителя 10, снабженного системой автоматической регулировки усиления (АРУ) 1 1 , выход которого подключен ко входу квадратурного смесителя с выбором полосы заграждения, состоящего из смесителей 12 и 13, на которые поступают квадратурные гетеродинные сигналы с формирователя квадратурных сигналов гетеродина 14, и полифазного фильтра (фазовозвращателя-сумматора) 15. Выход полифазного фильтра 15 подключен ко входу буфера смесителя 16, выход которого подключен к фильтру промежуточной частоты с подстраиваемой полосой пропускания 17. Выход фильтра 17 подключен ко входу усилителя промежуточной частоты (УПЧ) 18. Выход УПЧ 18 подключен ко входам дифференциального аналогового буфера 19 и аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 20, выходы которых подключены к выводу 21 , через который сигналы навигационных систем в аналоговом или цифровом виде поступают на внешний коррелятор 22. Детектирование выходных аналоговых и цифровых сигналов тракта промежуточной частоты (ПЧ) осуществляется детектором 23, имеющим возможность задания уровня детектирования от встроенного цифроаналогового преобразователя (не показан), код для которого задается через блок последовательного интерфейса 24. Выходной управляющий сигнал детектора 23 поступает на вход управления коэффициентом усиления УПЧ 18, образуя систему АРУ УПЧ. АРУ тракта ПЧ может работать в нескольких режимах:
с линейными дифференциальными выходами, при этом АРУ работает по выходным линейным сигналам,
с цифровыми выходами со встроенного двухразрядного аналого- цифрового преобразователя (АЦП) 20, порог которого устанавливается через последовательный интерфейс 24, а сигнал для детектора 23 системы АРУ берется с выхода УПЧ 8,
с цифровыми выходами со встроенного двухразрядного АЦП 20, сигнал для детектора 23 системы АРУ берется с выхода АЦП 20, а порог детектирования устанавливается с помощью встроенного ЦАП через последовательный интерфейс 24 таким образом, что интегральный процент превышения по цифровым сигналам магнитуды равен прямому или дополнительному коду, задаваемому на встроенном ЦАП.
Для цифровых выходов существует возможность программирования уровня логической единицы через последовательный интерфейс 24, а также возможность программирования размаха выходного напряжения для дифференциальных выходов.
Каналы 7, 8 и 9 идентичны каналу 6.
Полоса пропускания фильтров ПЧ автоматически настраивается при включении питания радиочастотного блока с помощью системы автоподстройки 25, использующей в качестве опорной частоту от внешнего опорного генератора 26. При необходимости полоса пропускания фильтров ПЧ может быть изменена установкой соответствующего кода через последовательный интерфейс 24, а также может быть инициирован запуск системы автоподстройки. Каждый фильтр может иметь индивидуально запрограммированную полосу пропускания. В этом случае после запуска системы автокалибровки логический автомат применит коды коррекции в соответствии с заданной полосой пропускания.
В состав радиочастотного блока входят два синтезатора частоты 27 и 28. Синтезатор частоты 27 состоит из генератора управляемого напряжением (ГУН) 29, дифференциальный выход которого подключен ко входам формирователей квадратурных сигналов гетеродина 30 и 31 и делителя частоты ГУН 32, формирующего сигнал тактовой частоты, используемый для работы внешнего коррелятора 22. Выход делителя частоты ГУН 32 подключен ко входу делителя частоты 33, формирующего поделенную частоту ГУН, подаваемую на частотно-фазовый детектор (ЧФД) 34, и ко входу делителя 35, выход которого подключен ко входу делителя 36. На второй вход ЧФД 34 подается сигнал частоты сравнения, формируемый делителем опорной частоты 37, подаваемой с выхода внешнего опорного генератора 26. Выход ЧФД 34 подключен ко входу встроенного фильтра 38 синтезатора частоты 27 с фазовой автоподстройкой частоты (ФАПЧ). Выход фильтра 38 соединен с управляющим входом ГУН 29. Коэффициенты деления делителей 32, 33 и 37 программируются через последовательный интерфейс 24. Полоса синтезатора частоты 27 может быть подстроена регулировкой фильтра 38, параметры элементов которого устанавливаются через последовательный интерфейс 24. ГУН 29 имеет систему автоматической подстройки поддиапазона, срабатывающей по включению питания многоканального многосистемного радиочастотного блока спутникового навигационного приемника или при подаче соответствующей команды через последовательный интерфейс 24.
Синтезатор частоты 28 аналогичен синтезатору частоты 27. Отличие состоит в том, что сигнал с дифференциального выхода ГУН 29 подается не на два формирователя квадратурных сигналов гетеродина, а на один формирователь квадратурных сигналов гетеродина 39.
С помощью коммутаторов 14 и 40 реализуются следующие режимы работы: - синтезатор частоты 27 формирует сигнал гетеродина для каналов 6 и 7, а синтезатор частоты 28 - для каналов 8 и 9,
- синтезатор частоты 27 формирует общий сигнал гетеродина для всех четырех приемных каналов.
С помощью мультиплексора 41 осуществляется выбор источника тактовой частоты коррелятора 22, которую получают из частоты гетеродина, сформированной любым из синтезаторов частоты. Выход мультиплексора 41 подключен ко входу усилителя 42.
Приемный тракт, приведенного на Фигуре многоканального многосистемного радиочастотного блока спутникового навигационного приемника, выполнен по схеме с одним преобразованием с низкой ПЧ. Для всех каналов используется общий внешний антенный блок, с которого сигналы поступают на четыре независимых идентичных канала, каждый из которых содержит малошумящий усилитель, снабженный системой автоматической регулировки усиления, квадратурный смеситель с подавлением зеркального канала с возможностью выбора полосы заграждения (выше либо ниже частоты гетеродина), 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, цифро-аналоговый преобразователь для управления коэффициентом усиления усилителя промежуточной частоты через последовательный интерфейс, что обеспечивает универсальность его использования. Для преобразования сигналов всех навигационных систем используется один общий или два различных источника квадратурных сигналов гетеродина, сформированных с помощью полностью интегрированных синтезаторов частоты.
Приемный тракт от выходов квадратурных смесителей до выходов ПЧ может быть сконфигурирован различным образом через последовательный интерфейс, что позволяет, в частности, повысить помехоустойчивость.
Сигналы с выходов квадратурных смесителей подаются на широкополосные фазовозвращатели-сумматоры, 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. Фазовозвращатели-сумматоры построены по идентичной схеме, но подключены к выходам общих квадратурных смесителей таким образом, что на выход одного фазовозвращателя-сумматора проходит только часть спектра выше (ниже) частоты гетеродина. Таким образом, помеха в части спектра ниже (выше) частоты гетеродина будет подавлена на выходе фазовозвращателя-сумматора. 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, то есть повышает помехоустойчивость СНП.
Стабилизаторы напряжения 43 для функциональных узлов каждого канала (ВЧ часть, ПЧ часть) и синтезаторов предназначены для формирования стабилизированного источника напряжения и электрической изоляции.
Помимо этого в устройстве имеются источник опорного тока и напряжения 44, датчик температуры кристалла 45.
Опытные образцы многоканального многосистемного радиочастотного блока спутникового навигационного приемника, спроектированные по технологии "система на кристалле", изготовлены на основе проектной документации ЗАО "НТЛаб-СИСТЕМЫ" и собраны в 88-выводной корпус типа QFN с шагом по выводам 0,4 мм и размерами корпуса: длина - 10 мм, ширина - 10 мм, высота - 0,85 мм.
1 . http://www.nis-glonass.ru/about-glonass/gps/
2. http://cyberleninka.rU/article/n/metod-isklyucheniya-oshibok-opredeleniya- rnestopolozheniya-pri-odnovremennom-ispolzovanii-navigatsionnyh-sistem
3. Патент Китая CN 203224629 U, приоритет 02.10.2013г.,
https://patents.google.com/patent/CN203224629U/en
4. Патент Китая CN 202533579 U, приоритет 14.1 1 .2012г.,
https://patents.google.com/patent/CN202533579U/en
5. Патент Китая CN 1031 17767 А, приоритет 22.05.2013г.,
https://patents.google.com/patent/CN1031 17767В/еп

Claims

Формула
1. Многоканальный многосистемный радиочастотный блок спутникового навигационного приемника, изготовленный по технологии «система на кристалле», в котором используют структуру приемного тракта с одним преобразованием частоты входного сигнала, для одновременной работы с любой комбинацией сигналов спутниковых навигационных систем, в том числе 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), спутниковой навигационной системы КНР (BeiDou/COMPASS), региональной навигационной спутниковой системы Индии (IRNSS), региональной навигационной спутниковой системы Японии (QZSS), каждый канал которого содержит малошумящий усилитель, выход которого соединен со входом квадратурного смесителя с подавлением зеркального канала, последовательно соединенного с фильтром промежуточной частоты с подстраиваемой полосой пропускания, выход которого соединен со входом усилителя промежуточной частоты с регулировкой усиления, сигнал с которого поступает на входы выходного линейного буфера и двухбитного аналого-цифрового преобразователя с выбором порогов, выход которых соединен с детектором аналогового и цифрового выходных сигналов с цифро-аналоговым преобразователем для управления коэффициентом усиления усилителя промежуточной частоты, а также содержащий систему автоматической калибровки полосы фильтров промежуточной частоты, два синтезатора частоты фазовой автоподстройкой частоты, каждый из которых состоит из генератора управляемого напряжением, сопряженного с предварительным делителем, сигнал с которого поступает на вход двух последовательно соединенных делителей частоты для формирования тактовой частоты корреляторов и на делитель, входящий в петлю фазовой автоподстройкой частоты, соединенный со входом частотно-фазового детектора, на второй вход которого поступает сигнал с делителя опорной частоты для формирования частоты сравнения, а выход соединен с фильтром синтезатора частоты, формирователь квадратурных сигналов гетеродина для квадратурных смесителей, а также содержащий модуль питания со стабилизаторами напряжения для каждого функционального узла, датчик температур кристалла, последовательный интерфейс для управления режимами работы составных частей и конфигурацией всего многоканального многосистемного радиочастотного блока в целом.
2. Многоканальный многосистемный радиочастотный блок спутникового навигационного приемника по п.1 , отличающийся тем, что содержит четыре идентичных независимо конфигурируемых приёмных канала с высокой степенью изоляции от взаимного проникновения сигнала и помех.
3. Многоканальный многосистемный радиочастотный блок спутникового навигационного приемника по п.1 или 2, отличающийся тем, что входы и выходы расположены симметрично относительно углов корпуса для обеспечения идентичности задержек по паразитным элементам корпуса.
4. Многоканальный многосистемный радиочастотный блок спутникового навигационного приемника по п.1 , 2 или 3, отличающийся тем, что в нём содержатся два синтезатора частоты гетеродина, один из которых используют в качестве источника сигнала гетеродина для первого и второго приемных каналов, а другой используют в качестве источника сигнала гетеродина для третьего и четвертого приемных каналов, с наличием режима формирования единого сигнала гетеродина для всех четырех каналов.
5. Многоканальный многосистемный радиочастотный блок спутникового навигационного приемника по п.1 , 2, 3 или 4, отличающийся тем, что при приёме сигнала используют произвольную опорную частоту из заданного диапазона, а также произвольную частоту преобразования из заданного диапазона для квадратурных смесителей, относительно которой объединенный спектр сигналов всех навигационных систем может быть расположен как симметрично, так и асимметрично.
6. Многоканальный многосистемный радиочастотный блок спутникового навигационного приемника по п.1 , 2, 3, 4 или 5, отличающийся тем, что содержит на входе каждого приемного канала малошумящий усилитель с системой автоматической регулировки усиления.
7. Многоканальный многосистемный радиочастотный блок спутникового навигационного приемника п.1 , 2, 3, 4, 5 или 6, отличающийся тем, что содержит в каждом приемном канале смеситель с подавлением зеркального канала с возможностью выбора верхней или нижней полосы заграждения.
8. Многоканальный многосистемный радиочастотный блок спутникового навигационного приемника по п.1 , 2, 3, 4, 5, 6 или 7, отличающийся тем, что содержит усилитель промежуточной частоты с цифро-аналоговой регулировкой усиления.
9. Многоканальный многосистемный радиочастотный блок спутникового навигационного приемника по п.1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7 или 8, отличающийся тем, что тактовую частоту для коррелятора получают из частоты гетеродина, сформированной любым из двух встроенных синтезаторов частоты.
PCT/IB2017/050623 2016-02-05 2017-02-04 Многоканальный многосистемный радиочастотный блок спутникового навигационного приемника WO2017137878A1 (ru)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17749942.3A EP3413088A4 (en) 2016-02-05 2017-02-04 RF NAVIGATION SATELLITE RECEIVER UNIT WITH MULTIPLE CHANNEL SYSTEMS AND CHANNELS
CN201780007768.3A CN108603940A (zh) 2016-02-05 2017-02-04 卫星导航接收器的多信道多系统射频单元
AU2017218717A AU2017218717A1 (en) 2016-02-05 2017-02-04 Multi-channel multi-system radio frequency unit of a satellite navigation receiver
IL260697A IL260697A (en) 2016-02-05 2018-07-20 A multi-system multi-channel radio frequency unit of a satellite navigation receiver
US16/046,822 US11221416B2 (en) 2016-02-05 2018-07-26 Multi-channel multi-system radio frequency unit of a satellite navigation receiver
AU2020202929A AU2020202929A1 (en) 2016-02-05 2020-05-01 Multi-channel multi-system radio frequency unit of a satellite navigation receiver

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EA201600368A EA029165B1 (ru) 2016-02-05 2016-02-05 Многоканальный многосистемный радиочастотный блок спутникового навигационного приемника
EA201600368 2016-02-05

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US16/046,822 Continuation US11221416B2 (en) 2016-02-05 2018-07-26 Multi-channel multi-system radio frequency unit of a satellite navigation receiver

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017137878A1 true WO2017137878A1 (ru) 2017-08-17

Family

ID=59563026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/IB2017/050623 WO2017137878A1 (ru) 2016-02-05 2017-02-04 Многоканальный многосистемный радиочастотный блок спутникового навигационного приемника

Country Status (7)

Country Link
US (1) US11221416B2 (ru)
EP (1) EP3413088A4 (ru)
CN (1) CN108603940A (ru)
AU (2) AU2017218717A1 (ru)
EA (1) EA029165B1 (ru)
IL (1) IL260697A (ru)
WO (1) WO2017137878A1 (ru)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108872925A (zh) * 2018-07-24 2018-11-23 广州比逊电子科技有限公司 四通道多频段卫星导航信号接收机
CN109752732A (zh) * 2019-01-17 2019-05-14 上海华测导航技术股份有限公司 一种gnss高低导航频带分别处理的电路结构
WO2020128601A1 (en) * 2018-12-21 2020-06-25 TCHERNIAKOVSKI, Nikolai Multichannel multisystem radio-frequency unit of navigational satellite receiver
CN111722255A (zh) * 2020-06-09 2020-09-29 上海交通大学 一种基于空时调制的区域导航定位系统及方法
US10976442B1 (en) 2020-01-28 2021-04-13 Topcon Positioning Systems, Inc. Method and apparatus for building vibrostable GNSS receivers to receive and process navigation signals from multiple navigation systems
CN113866800A (zh) * 2021-12-03 2021-12-31 深圳市麦微智能电子有限公司 一种gnss高精度导航信息汇总系统

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108072882A (zh) * 2017-11-28 2018-05-25 天津七六四通信导航技术有限公司 一种北斗导航抗干扰系统及其信号接收装置
RU2675256C1 (ru) * 2018-03-01 2018-12-18 Общество с ограниченной ответственностью "РадиоТех" Способ беспроводной связи между абонентами и базовыми станциями
KR102235152B1 (ko) * 2018-12-27 2021-04-02 한국과학기술원 Rf 밀리미터파 대역의 신호 크기 및 위상을 캘리브레이션하기 위한 다중 안테나 시스템
CN111625327B (zh) * 2020-05-14 2023-02-03 哈尔滨工业大学 一种自动化星上时间管理系统
CN111817774B (zh) * 2020-07-22 2021-04-27 西安电子科技大学 基于传播时延的低轨卫星网络星间多址接入方法
CN111913198B (zh) * 2020-08-13 2023-05-30 淮南师范学院 基于双模导航soc芯片的数据处理方法和系统
CN113009516B (zh) * 2021-04-19 2023-06-23 北京工业大学 一种独立双通道导航增强卫星接收机
CN113242080B (zh) * 2021-04-20 2022-12-13 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种基于天通卫星通信的核心模块

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7956804B2 (en) * 2008-05-09 2011-06-07 Research In Motion Limited Frequency aiding method and system for navigation satellite receiver with crystal oscillator frequency hysteresis
RU116298U1 (ru) * 2011-09-30 2012-05-20 Игорь Николаевич Антонов Многосистемный радиочастотный блок спутникового навигационного приемника
CN103684514A (zh) * 2013-11-25 2014-03-26 成都九华圆通科技发展有限公司 多通道adc同步采样中频接收机及同步采样方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1783512B1 (en) * 2005-11-03 2009-12-23 Qualcomm Incorporated Multiband receiver for Global Navigation Satellite Systems (GNSS) signals
KR101340512B1 (ko) * 2006-12-01 2013-12-12 삼성디스플레이 주식회사 반도체 칩 패키지 및 이를 포함하는 인쇄 회로 기판어셈블리
CN101303403B (zh) * 2007-06-11 2011-01-26 杭州中科微电子有限公司 多模式卫星导航接收射频前端芯片
KR101030950B1 (ko) * 2008-02-29 2011-04-28 주식회사 코아로직 듀얼 모드 위성 신호 수신 장치 및 위성 신호 수신 방법
US8334804B2 (en) * 2009-09-04 2012-12-18 Hemisphere Gps Llc Multi-frequency GNSS receiver baseband DSP
CN102096079B (zh) * 2009-12-12 2013-12-11 杭州中科微电子有限公司 一种多模式多频段卫星导航接收机射频前端构成方法及其模块
EP2369368A1 (en) 2010-03-18 2011-09-28 Astrium GmbH A flexible GNSS receiver RF frontend
CN102096073B (zh) * 2010-12-16 2013-03-20 重庆西南集成电路设计有限责任公司 多通道多模卫星导航射频集成电路
CN202533579U (zh) 2012-05-02 2012-11-14 邵杰 一种多系统组合信号接收装置
CN203224629U (zh) 2012-11-30 2013-10-02 北京振兴计量测试研究所 多系统卫星导航接收机
CN103117767B (zh) 2013-01-15 2014-01-15 武汉大学 一种多模多频全球导航卫星系统接收机射频前端装置
WO2015125700A1 (ja) * 2014-02-24 2015-08-27 ソニー株式会社 受信装置
CN104237910A (zh) * 2014-09-17 2014-12-24 上海迦美信芯通讯技术有限公司 多通道导航射频接收机
US9766347B2 (en) * 2014-10-09 2017-09-19 Stmicroelectronics S.R.L. Receiver for receiving a plurality of GNSS (Global Navigation Satellite System) signals
CN104483677B (zh) * 2014-12-15 2018-04-27 中国科学院重庆绿色智能技术研究院 一种8频点多模式卫星导航系统的射频接收机

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7956804B2 (en) * 2008-05-09 2011-06-07 Research In Motion Limited Frequency aiding method and system for navigation satellite receiver with crystal oscillator frequency hysteresis
RU116298U1 (ru) * 2011-09-30 2012-05-20 Игорь Николаевич Антонов Многосистемный радиочастотный блок спутникового навигационного приемника
CN103684514A (zh) * 2013-11-25 2014-03-26 成都九华圆通科技发展有限公司 多通道adc同步采样中频接收机及同步采样方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3413088A4 *

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108872925B (zh) * 2018-07-24 2023-06-02 广州比逊电子科技有限公司 四通道多频段卫星导航信号接收机
CN108872925A (zh) * 2018-07-24 2018-11-23 广州比逊电子科技有限公司 四通道多频段卫星导航信号接收机
AU2018453622B2 (en) * 2018-12-21 2022-09-08 Obshchestvo S Ogranichennoy Otvetstvennostyu "NTLAB-SC" Multichannel multisystem radio-frequency unit of navigational satellite receiver
WO2020128601A1 (en) * 2018-12-21 2020-06-25 TCHERNIAKOVSKI, Nikolai 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
EA038280B1 (ru) * 2018-12-21 2021-08-04 Черняковский, Николай Дмитриевич Многоканальный многосистемный радиочастотный блок спутникового навигационного приемника
CN109752732A (zh) * 2019-01-17 2019-05-14 上海华测导航技术股份有限公司 一种gnss高低导航频带分别处理的电路结构
WO2021154110A1 (en) * 2020-01-28 2021-08-05 Limited Liability Company "Topcon Positioning Systems" Method and apparatus for building vibrostable gnss receivers
CN115210608A (zh) * 2020-01-28 2022-10-18 拓普康定位系统公司 用于构建可振动gnss接收器的方法及装置
US10976442B1 (en) 2020-01-28 2021-04-13 Topcon Positioning Systems, Inc. Method and apparatus for building vibrostable GNSS receivers to receive and process navigation signals from multiple navigation systems
CN115210608B (zh) * 2020-01-28 2023-09-29 拓普康定位系统公司 对卫星信号进行处理的方法和装置
CN111722255B (zh) * 2020-06-09 2022-08-26 上海交通大学 一种基于空时调制的区域导航定位系统及方法
CN111722255A (zh) * 2020-06-09 2020-09-29 上海交通大学 一种基于空时调制的区域导航定位系统及方法
CN113866800A (zh) * 2021-12-03 2021-12-31 深圳市麦微智能电子有限公司 一种gnss高精度导航信息汇总系统

Also Published As

Publication number Publication date
EA029165B1 (ru) 2018-02-28
CN108603940A (zh) 2018-09-28
EP3413088A4 (en) 2019-11-13
EP3413088A1 (en) 2018-12-12
AU2020202929A1 (en) 2020-05-21
AU2017218717A1 (en) 2018-09-13
US11221416B2 (en) 2022-01-11
EA201600368A1 (ru) 2017-08-31
IL260697A (en) 2018-10-31
US20210270975A9 (en) 2021-09-02
US20180329073A1 (en) 2018-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017137878A1 (ru) Многоканальный многосистемный радиочастотный блок спутникового навигационного приемника
AU2018453622B2 (en) Multichannel multisystem radio-frequency unit of navigational satellite receiver
US7358896B2 (en) Multiband GNSS receiver
RU2487364C2 (ru) Приемник с многочастотным диапазоном
US7333053B2 (en) Signal path system and method for a ranging signal receiver
TWI408400B (zh) 多重衛星定位系統之訊號處理裝置及方法
JP4840323B2 (ja) 衛星測位用受信装置
CN105549038B (zh) L1和l2双频段卫星导航接收机射频前端电路
KR20070101392A (ko) 다중-대역 포지셔닝 수신기를 위한 재구성가능 다운컨버터
US20050080564A1 (en) Rf converter with multiple mode frequency synthesizer compatible with a 48 fo gps baseband processor
US8280330B2 (en) Crystal-less clock generation for radio frequency receivers
CN104237910A (zh) 多通道导航射频接收机
US9791574B2 (en) Method and system for repurposing of a global navigation satellite system receiver for receiving low-earth orbit communication satellite signals
US10228469B2 (en) Reception device
US9887763B2 (en) Satellite signal reception device
US8280340B2 (en) Clock generation for integrated radio frequency receivers
US20080318543A1 (en) Baseband signal processing method, baseband signal processing circuit, and receiver
RU116298U1 (ru) Многосистемный радиочастотный блок спутникового навигационного приемника
JP2014179763A (ja) 受信回路、受信装置および受信方法
CN102291155B (zh) 位置信号接收器
Li et al. A LO generation system with optimized AFC scheme for multimode GNSS receivers

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17749942

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 260697

Country of ref document: IL

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2017749942

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017749942

Country of ref document: EP

Effective date: 20180905

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017218717

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20170204

Kind code of ref document: A