多通道多模卫星导航射频集成电路制造技术

技术编号:6691666 阅读:432 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供一种多通道多模卫星导航射频集成电路,其特征在于:包括低噪声放大器输入端口、镜像抑制混频器输出端口、无源混频器输入端口、可变增益放大器输出端口、模式控制逻辑单元输入端口以及对以下电路进行集成的电路,这些电路包括:低噪声放大器组、镜像抑制混频器组、无源混频器组、可变增益放大器组、模式控制逻辑单元、频率合成器和分频器;其中,卫星导航信号由有源天线组输入,通过低噪声放大器输入端口进入低噪声放大器组,低噪声放大器组对卫星导航信号进行放大处理后,输出放大处理后的射频信号到镜像抑制混频器组;本发明专利技术将多个通道多模抗干扰卫星导航接收射频电路集成在同一个芯片上,性能优,使用方便,具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及集成电路,具体涉及多通道多模卫星导航射频集成电路
技术介绍
卫星导航系统由三大子系统构成空间卫星系统、地面监控系统、用户接收系统。 其中,用户接收系统主要由以无线电技术和计算机技术支撑的卫星接收机及数据处理软件 构成,是卫星导航三大子系统之一,是面向用户的终端机。由于其依赖于接到到得微弱射频 卫星信号来工作,所以它易受射频干扰的影响。射频干扰可能是宽带的、窄带的、无意的或 有意的。因为射频干扰不能预测,当它出现时,无论卫星发射的信号是否完好,它都会降低 卫星信号的完整性,无法实现定位功能。随着电子技术发展,电磁环境也越来越恶劣,特别是在战争时,敌方将会发射强的 同频带干扰信号,对导航信号进行干扰,导航接收机的正常工作依赖于外部射频信号,因此 易受外来射频信号的干扰,导致导航精度的降低,或者导航接收机失去对卫星的跟踪,无法 定位,这样我国投入巨资建立的“北斗二代”卫星导航系统在战争中就会失去了它应有的作 用。为了有效抑制有意或者无意的射频干扰,目前的主流是通过自适应调零天线技术来实 现。自适应调零天线可以从空间方位和角度上最大限度地自适应地抑制干扰,同时对正常 定位所需要的从导航卫星上接收的信号影响最小。自适应智能调零天线在军事上、国防工 业具有重要作用,能经受敌方或外部电磁环境干扰。专利“多模式卫星导航接收射频前端芯片”专利申请号200710069408. 4,提出了一 种多模式卫星导航接收射频前端的构架方法,但是,该专利在射频前端无法在较宽的频率 范围内工作,需要通过多模式控制逻辑从低噪声放大器/混频器组中选择一个相应频段的 低噪声放大器或混频器,从而导致芯片结构复杂、面积大、成本高,同时,由于芯片只集成了 一路完整的接收通道,其同一时刻只能处理一个天线接收的导航信号,无法满足多通道抗 干扰卫星导航系统的要求。目前国内的抗干扰卫星导航系统一般采用由多个射频芯片搭建的多通道模块方 案,该方案实现相同功能需要至少20个关键元器件,各器件之间的一致性较差,导致系统 相位误差和幅度误差较大,且调试难度大,难以实现批量生产。并且存在成本高、体积大、功 耗高、一致性差等问题,无法很好的满足系统要求,从而限制了其在抗干扰卫星导航系统中 的应用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种多通道多模卫星导航射频集成电路。为了解决上述技术问题,本专利技术的技术方案是,多通道多模卫星导航射频集成电 路,其特征在于包括低噪声放大器输入端口、镜像抑制混频器输出端口、无源混频器输入 端口、可变增益放大器输出端口、模式控制逻辑单元输入端口以及对以下电路进行集成的 电路,这些电路包括低噪声放大器组、镜像抑制混频器组、无源混频器组、可变增益放大器组、模式控制逻辑单元、频率合成器和分频器;其中,卫星导航信号由有源天线组输入,通过 低噪声放大器输入端口进入低噪声放大器组,低噪声放大器组对卫星导航信号进行放大处 理后,输出放大处理后的射频信号到镜像抑制混频器组,低噪声放大器组的作用是提供足 够的增益以降低系统噪声;镜像抑制混频器组对射频信号进行第一次下变频处理和镜像信 号抑制处理后通过镜像抑制混频器输出端口输出到外接的声表面波滤波器组,镜像抑制混 频器组的作用是实现射频信号的第一次下变频并完成镜像信号抑制的功能;外接的声表面 波滤波器组抑制混频产生的杂波信号后由无源混频器输入端口输入到无源混频器组,无源 混频器组对信号进行第二次下变频处理后输出到可变增益放大器组,可变增益放大器组将 中频信号放大,通过可变增益放大器输出端口输出至片外的模拟-数字转换器组;片外模 拟-数字转换器组将接收到的中频模拟信号量化处理为数字信号后由片外的数字信号处 理单元进行数字算法运算,识别导航信号和干扰信号,提取出正确的导航信号送入外部导 航终端设备;片外数字信号处理单元通过模式控制逻辑单元输入端口对模式控制逻辑单元 进行编程,使模式控制逻辑单元工作在需要的导航模式下;模式控制逻辑单元对频率合成 器和分频器进行控制,频率合成器为镜像抑制混频器组提供第一次下变频所需要的本振信 号,分频器为无源混频器组提供第二次下变频所需要的本振信号。本专利技术通过天线阵列和多个独立的卫星导航接收机通道以及数字信号处理模块 自适应地调整波束的零点位置,使之对准干扰源方向并降低副瓣波束电平来抑制干扰,从 而实现消除干扰、恢复卫星信号的完整性,同时,本专利技术将多个通道多模抗干扰卫星导航接 收射频电路集成在同一个芯片上,采用宽带、高线性度射频前端设计技术,芯片工作在不同 模式频段间切换时无需对低噪声放大电路、镜像抑制混频电路、无源混频电路进行选择,使 用相同的射频通道就可以对任意导航信号进行处理,从而简化了系统结构,减小了芯片面 积,从而实现低成本、小体积、低功耗、一致性好的多模式抗干扰卫星导航系统,性能优,工 艺简单,使用方便。根据本专利技术所述的多通道多模卫星导航射频集成电路的一种优选方案,所述低噪 声放大器组由η个低噪声放大电路构成,所述镜像抑制混频器组由m个镜像抑制混频电路 构成,m=n ;每一个低噪声放大电路的输入端均分别连接一个低噪声放大器输入端口,每一 个低噪声放大电路的输出端均分别连接一个镜像抑制混频电路的输入端,每一个镜像抑制 混频电路的输出端均分别连接一个镜像抑制混频器输出端口 ;频率合成器为每一个镜像抑 制混频电路提供第一次下变频所需要的本振信号。根据本专利技术所述的多通道多模卫星导航射频集成电路的一种优选方案,所述无源 混频器组由m个无源混频电路构成,所述可变增益放大器组由M个可变增益放大电路构成; m=m ;每一个无源混频电路的输入端均分别连接一个无源混频器输入端口,每一个无源混频 电路的输出端均分别连接一个可变增益放大电路的输入端,每一个可变增益放大电路的输 出端均分别连接一个可变增益放大器输出端口,分频器为每一个无源混频电路提供第二次 下变频所需要的本振信号。本专利技术采用了宽带、高线性度射频前端设计技术,集成电路工作在不同模式频段 间切换时,无需对低噪声放大电路、镜像抑制混频电路、无源混频电路进行选择,使用相同 的射频通道就可以对1. IGHz 1. 7GHz内的任意导航信号进行处理,从而简化了系统结构, 减小了芯片面积。根据本专利技术所述的多通道多模卫星导航射频集成电路的一种优选方案,任一镜像 抑制混频电路由电阻R1、R2、三极管Tl T 6和变压器Ll构成,三极管T1,T2组成差分共 基极低噪声放大器,将输入射频电压信号转换成电流信号,三极管Τ3 Τ6和电阻Rl,R2组 成双平衡混频器,其中,变压器Ll的初级绕组接收低噪声放大电路输出的射频信号,变压 器Ll的次级绕组的输出端分别连接三极管Τ1、Τ2的发射极,三极管Τ1、Τ2的基极由外部提 供偏置电压;三极管Τ3、Τ4的发射极同时连接到三极管Tl的集电极,三极管Τ5、Τ6的发射 极同时连接到三极管Τ2的集电极,三极管Τ3 Τ6的基极同时接收频率合成器(6 )输出的 本振信号,三极管Τ5的集电极与三极管Τ3的集电极同时通过电阻Rl接电源,三极管Τ4的 集电极与三极管Τ6的集电极同时通过电阻R2接电源,并且、三极管Τ3、Τ6的集电极输出中 频信号。根据本专利技术所述的多通道多模卫星导航射频集成电路的一本文档来自技高网
...

【技术保护点】
多通道多模卫星导航射频集成电路,其特征在于:包括低噪声放大器输入端口(A1……An)、镜像抑制混频器输出端口(D1……Dn)、无源混频器输入端口(E1……En)、可变增益放大器输出端口(H1……Hn)、模式控制逻辑单元输入端口(J)以及对以下电路进行集成的电路,这些电路包括:低噪声放大器组(1)、镜像抑制混频器组(2)、无源混频器组(3)、可变增益放大器组(4)、模式控制逻辑单元(5)、频率合成器(6)和分频器(7);其中,卫星导航信号由有源天线组(52)输入,通过低噪声放大器输入端口(A1……An)进入低噪声放大器组(1),低噪声放大器组(1)对卫星导航信号进行放大处理后,输出放大处理后的射频信号到镜像抑制混频器组(2);镜像抑制混频器组(2)对射频信号进行第一次下变频处理和镜像信号抑制处理后通过镜像抑制混频器输出端口(D1……Dn)输出到外接的声表面波滤波器组(8);外接的声表面波滤波器组(8)抑制混频产生的杂波信号后由无源混频器输入端口(E1……En)输入到无源混频器组(3),无源混频器组(3)对信号进行第二次下变频处理后输出到可变增益放大器组(4),可变增益放大器组(4)将中频信号放大,通过可变增益放大器输出端口(H1……Hn)输出至片外的模拟-数字转换器组(9);片外模拟-数字转换器组(9)将接收到的中频模拟信号量化处理为数字信号后由片外的数字信号处理单元(10)进行数字算法运算,识别导航信号和干扰信号,提取出正确的导航信号送入外部导航终端设备(11);并且,片外数字信号处理单元(10)通过模式控制逻辑单元输入端口(J)对模式控制逻辑单元(5)进行编程,使模式控制逻辑单元(5)工作在需要的导航模式下;模式控制逻辑单元(5)对频率合成器(6)和分频器(7)进行控制,频率合成器(6)为镜像抑制混频器组(2)提供第一次下变频处理所需要的本振信号,分频器(7)为无源混频器组(3)提供第二次下变频处理所需要的本振信号;其中,n为2至8的自然数。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:李家祎万天才范麟徐骅李明剑刘永光周兴建周忠强韦学强吕育泽
申请(专利权)人:重庆西南集成电路设计有限责任公司中国电子科技集团公司第二十四研究所
类型:发明
国别省市:85

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1