[發(fā)明專利]實(shí)現(xiàn)GNSS衛(wèi)星信號轉(zhuǎn)換為基帶信號功能的射頻電路結(jié)構(gòu)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310357619.3
• 申請日: 2013-08-15
• 公開（公告）號: CN103412317A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉杰;王永泉;宋陽
• 申請（專利權(quán)）人: 上海司南衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01S19/37
• 分類號: G01S19/37
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔;鄭暄

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)接收機(jī)的射頻電路領(lǐng)域，具體是指一種實(shí)現(xiàn)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi)星信號轉(zhuǎn)換為基帶信號功能的射頻電路結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（特指北斗二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)）、GPS（Global?Navigation?Satellite?System，全球定位系統(tǒng)）、GLONASS（格洛納斯，俄語中全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的縮寫）和Galileo（伽利略，歐洲衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)）是分別由中國、美國、俄羅斯和歐盟建立的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。

目前主流的導(dǎo)航定位方法是指將導(dǎo)航數(shù)據(jù)提供給接收機(jī)，以確定衛(wèi)星在發(fā)射信號時的位置，而測距碼使用戶接收機(jī)能夠確定信號的傳輸延時，從而確定衛(wèi)星到用戶的距離。因此，GNSS（Global?Navigation?Satellite?System，全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)）接收機(jī)是至關(guān)重要的用戶設(shè)備。

目前實(shí)際應(yīng)用的GNSS接收機(jī)電路一般由天線單元、射頻單元、基帶數(shù)字信號處理單元等部分組成。其中射頻單元的作用就是將GNSS多模多頻衛(wèi)星信號從環(huán)境噪聲中濾出，并提供適當(dāng)?shù)脑鲆?，以滿足后續(xù)基帶數(shù)字信號處理單元的需求。理論上我們可以直接在L波段濾出所需的GNSS多模多頻衛(wèi)星信號，然后經(jīng)過放大再進(jìn)行數(shù)字采樣。但是這要求A/D轉(zhuǎn)換（模數(shù)轉(zhuǎn)換）的采樣頻率達(dá)到1GHz以上，并且對基帶電路的處理速度有很高要求，在目前的技術(shù)條件下很難實(shí)現(xiàn)且成本極高。因此，通常的方法是使用混頻器對GNSS多模多頻衛(wèi)星信號進(jìn)行下變頻。這樣可以大大降低對A/D轉(zhuǎn)換電路和基帶處理電路的技術(shù)指標(biāo)需求。

現(xiàn)有的一種設(shè)計方案類似常規(guī)超外差無線電結(jié)構(gòu)，采用了兩級變頻，通過混頻將衛(wèi)星信號的載波頻率逐級降低，在低中頻進(jìn)行低通或帶通采樣。這種設(shè)計方案具有極為復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)，處理現(xiàn)在高達(dá)8個頻段的GNSS多模多頻衛(wèi)星信號時，必須配以眾多的本振電路以及混頻電路。這給系統(tǒng)的調(diào)試帶來很大困難，并導(dǎo)致整個系統(tǒng)在成本、功耗和體積上顯著增加，與GNSS接收機(jī)便攜應(yīng)用的需求背道而馳。還有一種零中頻方案，采用一次變頻將GNSS多模多頻衛(wèi)星信號從1.15～1.65GHz頻段直接下變頻到零頻率，電路結(jié)構(gòu)比前一種方案簡單，但是存在直流偏移信號的問題，給后續(xù)的基帶處理帶來很大困難。而本案的近零中頻方案則很好的解決了這些問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)降低系統(tǒng)復(fù)雜程度、降低各衛(wèi)星信號之間的串?dāng)_、保證信號質(zhì)量、為基帶處理電路提供足夠的信噪比、具有更廣泛應(yīng)用范圍的實(shí)現(xiàn)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi)星信號轉(zhuǎn)換為基帶信號功能的射頻電路結(jié)構(gòu)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi)星信號轉(zhuǎn)換為基帶信號功能的射頻電路結(jié)構(gòu)具有如下構(gòu)成：

該實(shí)現(xiàn)全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi)星信號轉(zhuǎn)換為基帶信號功能的射頻電路結(jié)構(gòu)，其主要特點(diǎn)是，所述的電路結(jié)構(gòu)包括：

分路功能模塊，用以將所述的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的衛(wèi)星信號按載波頻率不同分為數(shù)個信道的衛(wèi)星信號；

數(shù)個變頻功能模塊，所述的變頻功能模塊與所述的分路功能模塊輸出信號的信道一一對應(yīng)，各個所述的變頻功能模塊用以將所對應(yīng)的分路功能模塊輸出信道的信號變頻為近零頻信號；

數(shù)個本振信號模塊，所述的本振信號模塊與所述的變頻功能模塊一一對應(yīng)，各個所述的本振信號模塊用以生成本振信號并輸出至所對應(yīng)的變頻功能模塊；

數(shù)個模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與所述的變頻功能模塊一一對應(yīng)，各個所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊用以將所對應(yīng)的變頻功能模塊的輸出信號進(jìn)行處理并輸出相應(yīng)的數(shù)字信號。

較佳地，各個所述的變頻功能模塊包括帶通濾波器和混頻電路，各個所述的變頻功能模塊所對應(yīng)的分路功能模塊輸出信道的信號經(jīng)所述的帶通濾波器后輸出至所述的混頻電路的一輸入端，所述的混頻電路的另一輸入端與所對應(yīng)的本振信號模塊的輸出端相連接，所述的混頻電路輸出近零頻信號至所對應(yīng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。

更佳地，所述的變頻功能模塊還包括單信道分路功能電路，所述的混頻電路包括兩個混頻器，所述的單信道分路功能模塊將所述的帶通濾波器的輸出信號分成兩路同信道信號，所述的兩路同信道信號分別輸出至所述的兩個混頻器，所述的兩個混頻器分別輸出第一近零頻信號和第二近零頻信號至所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。

更進(jìn)一步地，所述的本振信號模塊包括本振信號電路和相移電路，所述的本振信號電路生成本振信號后經(jīng)所述的相移電路輸出第一本振信號和第二本振信號。

再進(jìn)一步地，所述的第一本振信號與第二本振信號的相位相差90°。