[發明專利]雙通道衛星導航抗干擾A/D芯片

在審

• 申請號: 201611173988.7
• 申請日: 2016-12-19
• 公開（公告）號: CN106772482A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 張帆;胡霄;舒鈺;張文華;操煒鼎;陳永良
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十研究所
• 主分類號: G01S19/37
• 分類號: G01S19/37
• 代理公司: 西北工業大學專利中心61204
• 代理人: 顧潮琪

技術領域

本發明屬于電子元器件技術領域，特別涉及一種數?；旌闲酒?/p>

背景技術

在傳統衛星導航接收機中，模數轉換部分通常采用AD9288等進口A/D芯片?？拐瓗Ц蓴_功能根據衛星頻點不同，北斗二B3頻點采用A/D+FPGA的架構即可實現，GPS通常采用陣列天線+多A/D+FPGA這種抗寬帶干擾的處理方式兼容實現。其中抗干擾處理電路采用基于LMS(自適應濾波)的處理方法。這種接收機結構存在以下問題：

1.FPGA屬于高功耗元器件，占整個接收機總功耗的很大一部分，封裝體積也較普通IC芯片大。而手持北斗接收機由于其便攜性特點，對板級功耗、體積等因素日益敏感，故分立的A/D+FPGA和陣列天線+FPGA架構已不適于在手持機中使用。設計低功耗、小體積、功能集成化的元器件是提升軍用導航設備實用性的發展方向。

2.AD9288芯片，FPGA均為進口元器件，直接應用于導航系統，在使用保密性上存在風險，可能會面臨禁運的風險。因此自主研制抗干擾AD芯片，在設備元器件國產化上有重要意義。

3.在窄帶抗干擾技術領域，常用的方法是基于LMS(自適應濾波)算法的電路架構，通常由輸入濾波、LMS抗干擾處理、輸出濾波、輸出AGC等數字處理電路組成流水線處理結構。這樣的處理方法只適用于靜態干擾，欺騙性干擾等場景，但隨著導航電磁環境的日益復雜，多干擾、大動態干擾、組合干擾等復雜應用場景對抗窄帶干擾能力提出了更高的要求。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種用于衛星導航接收機，尤其是小型化手持衛導接收機系統的雙通道抗干擾A/D芯片，可獨立接收RNSS、RDSS、GPS等不同衛導系統的模擬中頻信號，首先對模擬中頻信號進行模數轉換，再通過干擾檢測、自適應抗干擾處理等模塊剔除數字中頻信號中的干擾信號，最后通過濾波成形、幅度控制后輸出符合不同衛導系統特點的、可用于下級基帶模塊解算用的數字中頻信號。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：包括雙路10bitA/D、雙路數字信號傳輸通道和工作模式配置器；雙路數字信號傳輸通道中的A通道針對RNSS系統，工作于不同狀態，包括直通、抗干擾或關閉狀態，B通道針對RNSS、RDSS或GPS系統，工作于不同狀態，包括直通、抗干擾或關閉狀態；所述A通道的工作狀態和B通道的工作系統、工作狀態均由工作模式配置器配置；所述的A通道和B通道均包括輸入帶通濾波、干擾信號檢測模塊、自適應抗干擾處理模塊、輸出帶通成形模塊和輸出增益控制模塊；B3頻點的中頻信號經10bitA/D轉換為數字中頻信號，數字中頻信號在A通道中經輸入帶通濾波后根據工作模式配置的不同，發送至自適應抗干擾處理模塊、干擾檢測模塊或不輸出；GPS、S、B1或B3頻點的中頻信號經10bitA/D轉換為數字中頻信號，數字中頻信號在B通道中經輸入帶通濾波后根據工作模式配置的不同，發送至自適應抗干擾處理模塊、干擾檢測模塊或不輸出；自適應抗干擾處理模塊的輸出信號，經過輸出帶通成形模塊和輸出增益控制模塊輸出。

所述的自適應抗干擾處理模塊包含IQ分離模塊、功率統計模塊、權值計算模塊和迭代收斂模塊；數字中頻信號經IQ分離模塊分為IQ兩路信號，送入功率統計模塊統計得到數字中頻信號的功率統計值，將功率統計值和權值計算模塊中預設的門限值進行比較，采用步進逼近的方式調整數字中頻信號的放大倍數，最終使迭代收斂模塊輸出信號的大小變化穩定在1bit數據位內。

本發明的有益效果是：

1.同時解決了RNSS/RDSS/GPS信號的雙路中頻信號接收、模數轉換、抗窄帶干擾處理應用需求。

2.采用基于IQ分離的功率統計法，功率統計值更加準確，且不包含復雜運算單元。

3.對權值計算前的信號進行IQ分離，歸一化處理，使信號能量的浮動穩定在1bit數據位內，約3dB；讓芯片在面臨突發掃頻干擾，疊加形干擾等能量變化劇烈的干擾環境下，仍能穩定正確的計算權值，避免出現后續計算發散，出現突然性接收機異常，該處理方法在RDSS等對誤碼率性能考察嚴格的衛星系統下優勢明顯。

4.采用分立的權值計算和迭代收斂處理方式。在完成抗窄帶干擾處理的同時，解決前級處理中引入的信號能量損失，約有0.7dB的載噪比改善。

5.采用50％信號調制帶寬的輸出帶通濾波器，在不損失信號能量的前提下，具有更好的噪聲抑制效果載噪比約有1dB改善。