[發明專利]一種接收機射頻前端裝置及其接收信號方法

有效

• 申請號: 201110166752.1
• 申請日: 2011-06-21
• 公開（公告）號: CN102231636A
• 公開（公告）日: 2011-11-02
• 發明（設計）人: 池保勇;祁楠;徐陽;俞小寶;敘陽;張星;王志華
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04B1/30
• 分類號: H04B1/30;H04B1/18
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 朱琨

1.一種接收機射頻前端裝置，其特征在于，具備兩條并行且相互獨立的信號通道，其中每條通道具備完整的從射頻到模擬中頻的信號處理路徑；每條信號通道的連接關系如下：

低噪聲放大器、聲表濾波器、射頻放大器、正交輸出下變頻器、校準緩沖器和多模式濾波器串聯連接，多模式濾波器輸出端連接可控增益放大器輸入端；可控增益放大器的輸出端分別連接自動增益控制器的輸入端和多模式模擬/數字轉換器輸入端，自動增益控制器的輸出端連接可控增益放大器的增益控制端；

所述裝置還包含頻率合成器、電源管理模塊、時鐘產生器和數字邏輯控制器各一個，它們的連接關系如下：

電源管理模塊分別與芯片上所有的電子器件連接；頻率合成器四個輸出端分別連接兩條信號通道的正交輸出下變頻器的本地振蕩信號輸入端；時鐘產生器的三個輸出端分別連接多模式濾波器的調諧校準部分參考時鐘輸入端、多模式模擬/數字轉換器的采樣時鐘輸入端和數字邏輯控制器的參考時鐘輸入端；數字邏輯控制器對外接口為標準4線串行接口，包括SDI、SDO、SCK和CS，連接到位于信號通道外的微控制器，其對內接口為多個8位寄存器輸出，直接連接芯片上所有的電子器件。

2.根據權利要求1所述的一種接收機射頻前端裝置，其特征在于，所述電源管理模塊內部的連接關系如下：直流電壓轉換器的輸入端連接外部電源，其輸出端連接電源管理模塊內部各低壓差線性穩壓器的輸入端；各低壓差線性穩壓器的輸出端連接芯片上所有的電子器件的局部電源；帶隙基準源自偏置產生參考電流和電壓，因此沒有輸入端，其輸出端接連芯片上所有的電子器件的參考電壓、電流輸入端。

3.權利要求1所述的一種接收機射頻前端裝置的接收信號方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)接收機射頻前端裝置通過通道外部天線接收GNSS信號，然后將其輸入至低噪聲放大器，信號經過放大后由低噪聲放大器輸出；

2)低噪聲放大器輸出信號通過聲表濾波器來濾除頻帶外干擾；

3)濾波之后的射頻信號進入射頻放大器進行進一步放大，同時將單端信號轉變為雙相差分信號；

4)頻率合成器產生相位為0°、90°、180°和270°的本地振蕩信號，其中LO1_I或LO2_I代表某時刻瞬時相位為0°和180°的一對差分信號，而LO1_Q或LO2_Q代表同一時刻瞬時相位為90°和270°的一對差分信號，然后將本地振蕩信號輸出至正交輸出下變頻器中；

5)雙相差分信號進入正交輸出下變頻器并與頻率合成器提供的本地振蕩信號混頻，輸出為彼此相位相差90°的四相正交中頻信號；

6)四相正交中頻信號分作I、Q兩條支路，將其中相位隔180°的兩相信號作為一條支路，將其余的兩相信號作為另一條支路，四相正交中頻信號輸入至校準緩沖器，校準緩沖器校正四相正交中頻信號間的相位失配和幅度失配并且隔離正交輸出下變頻器輸出和多模式濾波器輸入；

7)校準緩沖器輸出的中頻信號進入多模式濾波器進行濾波處理后，轉換為雙支路差分信號，多模式濾波器采用電容耦合并選擇其截止頻率；

8)多模式濾波器輸出的中頻信號進入可控增益放大器進行放大，其幅值受自動增益控制器環路的控制，多模式模擬/數字轉換器維持在輸入滿量程狀態，將輸入的模擬中頻信號轉換為數字信號，最后將數字信號輸送至芯片外。

4.根據權利要求3所述的一種接收機射頻前端裝置的接收信號方法，其特征在于，所述接收機射頻前端裝置使用雙通道并行接收雙頻GNSS信號，通過使用雙通道中任一條通道并關閉其另一條通道來接收單頻GNSS信號。

5.根據權利要求3所述的一種接收機射頻前端裝置的接收信號方法，其特征在于，所述接收機射頻前端裝置實現了低中頻結構和零中頻結構的片上實時切換；本裝置優先采用低中頻結構，但至少一個通道的中頻信號的中心頻率高于20MHz并且帶寬大于10MHz時，射頻前端裝置轉而采用零中頻結構。

6.根據權利要求5所述的一種接收機射頻前端裝置的接收信號方法，其特征在于，所述實現低中頻結構和零中頻結構的片上實時切換是通過將頻率合成器的本地振蕩信號頻率配置到與GNSS信號中心頻率相等、將帶通濾波器配置成低通濾波器、降低中頻部分放大器帶寬和調整各級間耦合部分的通頻帶截止頻率值來實現。