一种多模多频全球导航卫星系统接收机射频前端装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种多模多频全球导航卫星系统接收机射频前端装置，包括依次相连的低噪声放大器、功分器和多路射频信号处理电路，射频信号处理电路均由依次相连的第一射频开关、射频滤波器组、第二射频开关、射频放大模块、下混频模块、中频滤波模块、中频放大模块和自动增益控制单元构成，下混频模块包括相互连接的下混频器和本振发生模块，控制单元与各路射频信号处理电路中的第一射频开关、第二射频开关和下混频模块中的本振发生模块相连。本发明专利技术通过数字控制方式能灵活选择四模11频段中多种组合频段的中频输出，从而实现了在同一模块中采集或者处理GPS、格洛纳斯、伽利略和北斗四大系统卫星导航系统中频信号的功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于卫星导航领域，特别涉及一种多模多频全球导航卫星系统接收机射频前端装置。
技术介绍
全球导航卫星系统(GlobalNavigation Satellite System,GNSS)是一种星基无线电导航系统，最初主要是指美国的全球定位系统(Global Positioning System,GPS)。然而，近年来随着欧洲伽利略、中国北斗系统的迅速发展及其俄罗斯格洛纳斯系统的恢复重建，卫星导航正在从GPS时代向GNSS时代转变，逐步形成了 GPS与伽利略、格洛纳斯和北斗四大系统并存的局面。随着GNSS技术的快速发展和应用需求的不断提高，同时利用多系统信号进行组合定位的多模GNSS系统表现出了极大的优势，四大系统之间的兼容和互操作技术迅速成为导航领域的研究和应用热点。然而，四大卫星导航系统均有各自不同的信号频段和带宽，而每个频段的信号都需要相应的射频前端装置将信号下混频到合适的中频才能进行数字处理，因此多模GNSS接收机必须要有多模射频前端的支持。由于体积过大、电路实现复杂等技术原因，现有的多模接收机大都采用固定的双模射频前端设计，即仅利用四大系统中的某两个系统进行定位，这在某种程度上减弱了接收机处理更多信号的可能性，并且固定的射频频段和带宽不利于系统模式的更改和调整。
技术实现思路
针对现有技 术存在的上述不足，本专利技术提供了一种多模多频全球导航卫星系统接收机射频前端装置，该装置通过配置灵活选择模式和频点，可同时兼容GNSS四大卫星导航系统中11个频段的信号。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案: 一种多模多频全球导航卫星系统接收机射频前端装置，包括依次相连的低噪声放大器、功分器和多路射频信号处理电路，所述的多路射频信号处理电路中的各路射频信号处理电路均由依次相连的第一射频开关、射频滤波器组、第二射频开关、射频放大模块、下混频模块、中频滤波模块、中频放大模块和自动增益控制单元构成，功分器输出的多路信号分别输入对应的多路射频信号处理电路，所述的下混频模块包括相互连接的下混频器和本振发生模块，控制单元与各路射频信号处理电路中的第一射频开关、第二射频开关和下混频模块中的本振发生模块相连。上述功分器为四功分器，且，上述多路射频信号处理电路为四路射频信号处理电路。本专利技术中，根据GNSS信号带宽，经过四功分器的GNSS信号被分为四路信号，北斗系统BI波段信号、GPS的LI波段信号、GPS的L2波段信号划入第一路信号；格洛纳斯系统LI和L2波段信号划入第二路信号；北斗系统B2和B3波段信号、GPS的L3波段信号划入第三路信号；伽利略系统E5、L1、和E6波段信号划入第四路信号；所述的第一、二、三、四路信号分别对应输入第一、二、三、四路射频信号处理电路。上述第一路射频信号处理电路中，第一和第二射频开关均为三选一射频开关，射频滤波器组包括分别通过北斗系统BI波段信号、GPS的LI波段信号、GPS的L2波段信号的射频滤波器，中频滤波器的中频带宽为4.092MHz ο上述第二路射频信号处理电路中，第一和第二射频开关均为二选一射频开关，射频滤波器组包括分别通过格洛纳斯系统LI和L2波段信号的射频滤波器，中频滤波器的中频带宽为13.5MHz ο 上述第三路射频信号处理电路中，第一和第二射频开关均为三选一射频开关，射频滤波器组包括分别通过北斗系统B2波段信号、北斗系统B3波段信号、GPS的L3波段信号的射频滤波器，中频滤波器的中频带宽为24MHz。上述第四路射频信号处理电路中，第一和第二射频开关均为三选一射频开关，射频滤波器组包括分别通过伽利略系统E5、L1、和E6波段信号的射频滤波器，中频滤波器的中频带宽为51MHz。上述本振发生模块包括相互连接的本振发生器和时钟模块，多路本振发生器共用一个时钟模块。所述的时钟模块包括内部时钟模块和外部时钟模块，通过单刀双掷开关选择本振发生器连接内部时钟模块或外部时钟模块。 与现有技术相比，本专利技术具有以下的有益效果: I)本专利技术能同时兼容GNSS四大卫星导航系统中的11频段射频信号，使得GNSS接收机能处理更多GNSS信号，实现了在同一模块中采集或者处理GPS、格洛纳斯、伽利略和北斗四大系统卫星导航系统中频信号的功能，有利于系统模式的更改和调整。2)本专利技术基于11频段GNSS信号的带宽将11频段信号划分为四路，各路信号时分共用射频放大模块、下混频模块、中频滤波模块、中频放大模块和自动增益控制单元，减少了射频信号处理电路的数量，降低系统功耗，缩小了体积。3)本专利技术中的多路射频信号处理电路可以同时输出处理后的GNSS中频信号，但各路射频信号处理电路可以数字选择输出进入该电路中的多频段信号中的一种，从而实现数字控制四模11频点中任意组合频点的中频输出； 4)本专利技术具有体积小、功耗小、集成度高、兼容性强、接收信噪比高等特点。5)控制单元和时钟模块共同控制四路本振发生器分时产生对应11频段射频信号的11路本振,极大地减少了本振的数量。附图说明图1为本专利技术具体实施的整体结构框 图2为图1中第一路射频信号处理电路的结构框 图3为本具体实施中本振发生模块的结构框 图4为本具体实施中时钟模块的结构框图； 图5为控制命令的帧格式。具体实施例方式下面将结合附图详细说明本专利技术的具体实施。图1为本具体实施的结构框图，设有四路通道，包括四路射频信号处理电路，GNSS接收机接收的卫星信号经低噪声放大器(Low Noise Amplifier, LNA)后送入四路功分器，信号功分成四份相同信号后分别进入各射频信号处理电路，各路射频信号处理电路的电路结构及原理均相同。本专利技术根据11频段GNSS卫星信号的带宽将其划分为四路信号。北斗系统BI波段信号、GPS的LI波段信号和GPS的L2波段信号的带宽分别为2.046MHz、2.046MHz、4.092MHz,上述三类信号带宽相近，因此将北斗系统BI波段信号、GPS的LI波段信号和GPS的L2波段信号划入第一路信号，采用第一路射频信号处理电路对第一路信号进行处理。格洛纳斯系统LI波段信号和格洛纳斯系统L2波段信号带宽分别为13.5MHz、10.5MHz，将格洛纳斯系统LI波段信号和L2波段信划入第二路信，采用第二路射频信号处理电路对第二路信号进行处理。北斗系统B2波段信号、北斗系统B3波段信号、GPS的L3波段信号带宽分别为24MHz、24MHz、20MHz，将北斗系统B2和B3波段信号、GPS的L3波段信号划入第三路信号，采用第三路射频信号处理电路对第三路信号进行处理。伽利略系统的E5波段信号、LI波段信号和E6波段信号带宽分别为50ΜΗΖ、32ΜΗζ、40ΜΗζ，将伽利略系统的Ε5波段信号、LI波段信号和Ε6波段信号划入第四路信号，采用第四路射频信号处理电路对第四路信号进行处理。射频信号处理电路中设置有射频滤波器组，射频滤波器组包括与各路信号中各频段信号对应的射频滤波器。例如，本具体实施中采用第一路射频信号处理电路对第一路信号进行处理，则第一路射频信号处理电路中的射频滤波器组包括可通过第一路信号中各频段信号的射频带通滤波器，即可通过北斗系统BI波段信号、GPS的LI波段信号和GPS的L2波段信号的射频带通滤波器。控制单元通过控制射频信号处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多模多频全球导航卫星系统接收机射频前端装置，其特征在于：包括依次相连的低噪声放大器、功分器和多路射频信号处理电路，所述的多路射频信号处理电路中的各路射频信号处理电路均由依次相连的第一射频开关、射频滤波器组、第二射频开关、射频放大模块、下混频模块、中频滤波模块、中频放大模块和自动增益控制单元构成，功分器输出的多路信号分别输入对应的多路射频信号处理电路，所述的下混频模块包相互连接的下混频器和本振发生模块，控制单元与各路射频信号处理电路中的第一射频开关、第二射频开关和下混频模块中的本振发生模块相连。

【技术特征摘要】
1.一种多模多频全球导航卫星系统接收机射频前端装置，其特征在于: 包括依次相连的低噪声放大器、功分器和多路射频信号处理电路，所述的多路射频信号处理电路中的各路射频信号处理电路均由依次相连的第一射频开关、射频滤波器组、第二射频开关、射频放大模块、下混频模块、中频滤波模块、中频放大模块和自动增益控制单元构成，功分器输出的多路信号分别输入对应的多路射频信号处理电路，所述的下混频模块包相互连接的下混频器和本振发生模块，控制单元与各路射频信号处理电路中的第一射频开关、第二射频开关和下混频模块中的本振发生模块相连。2.如权利要求1所述的多模多频全球导航卫星系统接收机射频前端装置，其特征在于: 所述的功分器为四功分器，且，所述的多路射频信号处理电路为四路射频信号处理电路。3.如权利要求2所述的多模多频全球导航卫星系统接收机射频前端装置，其特征在于: 根据GNSS信号的带宽，依次经过低噪声放大器、四功分器的GNSS信号被分为四路信号，北斗系统BI波段信号、GPS的LI波段信号、GPS的L2波段信号划入第一路信号；格洛纳斯系统LI和L2波段信号划入第二路信号；北斗系统B2和B3波段信号、GPS的L3波段信号划入第三路信号；伽利略系统E5、L1、和E6波段信号划入第四路信号；所述的第一、二、三、四路信号分别对应输入第一、二、三、四路射频信号处理电路。4.如权利要求1或 3所述的多模多频全球导航卫星系统接收机射频前端装置，其特征在于: 所述的第一路射频信号处理电路中，第一和第二射频开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭文飞，郑建生，孙健兴，朱玉建，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42