專利名稱：北斗一期和北斗二期射頻兼容接收方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種北斗一期和北斗二期射頻兼容接收方法及裝置。
背景技術(shù)：
中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BD)是繼美國GPS、GL0NASS、歐洲Galileo之后，全球第四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將于2012年覆蓋亞太區(qū)域，即北斗區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BD2 —期)，2020年將形成由30多顆衛(wèi)星組網(wǎng)具有覆蓋全球的能力，即北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BD2 二期)。BD是中國獨立自主的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，既具備高精度PNT(定位、導(dǎo)航、授時)的功能，又具備短報文通信功能。BD將應(yīng)用于各行各業(yè)，其應(yīng)用將只限于人們的想象力。由于BD2—期信號與BD2 二期信號無論在中心頻率、調(diào)制方式，以及采用的擴頻碼、電文等方面均存在著很大的差異。因此BD接收機的研發(fā)必須考慮到區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)到·全球系統(tǒng)的過渡和兼容，否則，針對區(qū)域系統(tǒng)的接收機就不能用在全球系統(tǒng)中，這將不但給用戶帶來麻煩，也將增加接收機的生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種北斗一期和北斗二期射頻兼容接收方法及裝置，其能夠解決北斗系統(tǒng)從區(qū)域向全球過渡過程中所產(chǎn)生的兼容性問題，實現(xiàn)BD2 —期信號與BD2 二期信號兼容接收是解決平穩(wěn)過渡的有效途徑。為解決上述問題，本發(fā)明是通過以下方案實現(xiàn)的一種北斗一期和北斗二期射頻兼容接收裝置，主要由電源模塊、以及與電源模塊相連的天線、低噪聲放大模塊、射頻模塊和基帶信號處理模塊組成。其中所述低噪聲放大模塊包括抗干擾濾波器、第一級放大器、功分器、2個窄帶濾波器和2個第二級放大器；天線連接在抗干擾濾波器的輸入端上，抗干擾濾波器的輸出端經(jīng)第一級放大器與功分器的輸入端相連；功分器的2個輸出端上各依次接有I個窄帶濾波器與I個第二級放大器。所述射頻模塊包括2個下變頻器、2個帶通濾波器、2個自動增益控制器、2個中頻分路器、4個中頻濾波器、頻率合成器、以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器。上述低噪聲放大模塊的每個第二級放大器的輸出端各依次經(jīng)I個下變頻器、I個帶通濾波器和I個自動增益控制器與I個中頻分路器的輸入端連接。每個中頻分路器的2個輸出端上各接有2個中頻濾波器。上述4個中頻濾波器的輸出端均連接至模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端。模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與基帶信號處理模塊相連。頻率合成器的分別連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器和2個下變頻器。上述方案中，頻率合成器采用同源的高穩(wěn)定IOMHz晶振作為參考，綜合出射頻模塊所需的各種頻率。上述方案中，頻率綜合器給2個下變頻器提供的本振頻率分別為1490MHz和1120MHz，給模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供的本振頻率為62MHz。
上述方案中，天線為貼片式天線。上述方案中，2個自動增益控制器均采用模擬控制方式。上述方案中，4個中頻濾波器均為聲表面波濾波器。一種北斗一期和北斗二期射頻兼容接收方法，包括如下步驟
(I)天線接收北斗信號，然后送給低噪放大模塊進行放大。(2)低噪放大模塊中對天線接收下的信號進行預(yù)處理后送入射頻模塊，即抗干擾濾波器將北斗信號中的帶外干擾信號濾除后送至第一級放大器進行低噪聲級放大。放大后的信號送入功分器將北斗射頻信號中的BI頻段和B2頻段分開。BI頻段和B2頻段2路射頻信號分別由I個窄帶濾波器限制噪聲帶寬和I個第二級放大器放大增益后送至射頻模塊。(3)射頻模塊從低噪放大模塊輸出的射頻信號進行下變頻、濾波、放大，變換成合適的中頻信號給基帶信號處理模塊。即頻率綜合器采用同源的穩(wěn)定晶振作為參考，綜合出模塊所需的各種頻率。2個下變頻器在頻率合成器的控制下，分別對濾波放大后的BI頻段射頻信號和B2頻段射頻信號進行下變頻為BI頻段中頻信號和B2頻段中頻信號。2個帶通濾波器對BI頻段中頻信號和B2頻段中頻信號進行中頻濾波。2個自動增益控制器分別對濾波后的BI頻段中頻信號和B2頻段中頻信號進行自動增益控制。2個中頻分路器分別對增益后的BI頻段中頻信號和B2頻段中頻信號各進行分頻為2路分頻信號。4個中頻濾波器分別對4路分頻信號進行帶通采樣。模數(shù)轉(zhuǎn)換器在頻率合成器的控制下，分別將4路帶通采樣信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后送至基帶信號處理模塊。上述方案中，頻率合成器采用同源穩(wěn)定的IOMHz晶振作為參考，綜合出射頻模塊所需的各種頻率。上述方案中，頻率綜合器給處理BI頻段射頻信號的下變頻器提供的本振頻率為1490MHz，頻率綜合器給處理B2頻段射頻信號的下變頻器提供的本振頻率為1120MHz ;頻率綜合器給模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供的本振頻率為62MHz。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過對天線、LNA、下變頻單元和基帶的合理設(shè)計，即通過賦形和增益的分配，實現(xiàn)天線的寬頻帶、小型化和抗多徑設(shè)計。為了安裝的靈活性，低噪聲放大器(LNA)與天線獨立設(shè)計，LNA主要由抗干擾濾波器、第一級放大器、窄帶濾波器、第二級放大器構(gòu)成。射頻模塊采用一次變頻結(jié)構(gòu)，其頻率方案的選擇不產(chǎn)生組合頻率干擾、交調(diào)、互調(diào)干擾。頻率綜合器采用同源的高穩(wěn)定IOMHz晶振作為參考。為了完成北斗一期和北斗二期信號的兼容接收，4個中頻濾波器實現(xiàn)采用聲表面波濾波器，可以保證穩(wěn)定的幅度與相位特性。AGC的控制采用模擬控制方式。因此本發(fā)明能夠在不增加設(shè)計復(fù)雜度和體積的前提下，可以兼容接收北斗一期和北斗二期信號，實現(xiàn)了北斗區(qū)域系統(tǒng)到全球系統(tǒng)的平穩(wěn)過渡，降低用戶段在系統(tǒng)升級帶來的額外成本。


圖I為一種優(yōu)選北斗一期和北斗二期射頻兼容接收裝置的原理示意圖。
具體實施例方式參見圖1，本發(fā)明一種優(yōu)選的北斗一期和北斗二期射頻兼容接收裝置，主要由電源模塊、以及與電源模塊相連的天線、低噪聲放大模塊、射頻模塊和基帶信號處理模塊組成。在工作中，接收機從天線接收北斗衛(wèi)星信號，到完成定位解算，要經(jīng)過射頻模塊完成信號下變頻、Α/D轉(zhuǎn)換為中頻數(shù)字信號，基帶信號處理模塊完成信號的同步及導(dǎo)航信息的電文解碼、偽距提取和PVT計算，最后再將定位信息串口輸出。在本發(fā)明中，天線用于接收北斗導(dǎo)航信號，然后送給低噪放大模塊進行放大。天線和低噪放的性能好壞直接影響到接收機靈敏度、抗多徑、抗干擾等指標。為了完成北斗一期和北斗二期信號的兼容接收，要求天線寬頻帶。在本發(fā)明優(yōu)選實施例中，天線指標要求如表I所示。表I天線技術(shù)指標
權(quán)利要求
1.北斗一期和北斗二期射頻信號兼容接收裝置，主要由電源模塊、以及與電源模塊相連的天線、低噪聲放大模塊、射頻模塊和基帶信號處理模塊組成，其特征在于 所述低噪聲放大模塊包括抗干擾濾波器、第一級放大器、功分器、2個窄帶濾波器和2個第二級放大器；天線連接在抗干擾濾波器的輸入端上，抗干擾濾波器的輸出端經(jīng)第一級放大器與功分器的輸入端相連；功分器的2個輸出端上各依次接有I個窄帶濾波器與I個第二級放大器； 所述射頻模塊包括2個下變頻器、2個帶通濾波器、2個自動增益控制器、2個中頻分路器、4個中頻濾波器、頻率合成器、以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器；上述低噪聲放大模塊的每個第二級放大器的輸出端各依次經(jīng)I個下變頻器、I個帶通濾波器和I個自動增益控制器與I個中頻分路器的輸入端連接；每個中頻分路器的2個輸出端上各接有2個中頻濾波器；上述4個中頻濾波器的輸出端均連接至模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端；模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端與基帶信號處理模塊相連；頻率合成器的分別連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器和2個下變頻器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述北斗一期和北斗二期射頻信號兼容接收裝置，其特征在于頻率合成器采用同源穩(wěn)定的IOMHz晶振作為參考，綜合出射頻模塊所需的各種頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的北斗一期和北斗二期射頻信號兼容接收裝置，其特征是頻率綜合器給2個下變頻器提供的本振頻率分別為1490MHz和1120MHz，給模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供的本振頻率為62MHz。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述北斗一期和北斗二期射頻信號兼容接收裝置，其特征在于:天線為貼片式天線。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述北斗一期和北斗二期射頻信號兼容接收裝置，其特征在于2個自動增益控制器均采用模擬控制方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述北斗一期和北斗二期射頻信號兼容接收裝置，其特征在于4個中頻濾波器均為聲表面波濾波器。
7.北斗一期和北斗二期射頻信號兼容接收方法，其特征是包括如下步驟 (1)天線接收北斗信號，然后送給低噪放大模塊進行放大； (2)低噪放大模塊中對天線接收下的信號進行預(yù)處理后送入射頻模塊，即抗干擾濾波器將北斗信號中的帶外干擾信號濾除后送至第一級放大器進行低噪聲級放大；放大后的信號送入功分器將北斗射頻信號中的BI頻段和B2頻段分開；B1頻段和B2頻段2路射頻信號分別由I個窄帶濾波器限制噪聲帶寬和I個第二級放大器放大增益后送至射頻模塊； (3)射頻模塊從低噪放大模塊輸出的射頻信號進行下變頻、濾波、放大，變換成合適的中頻信號給基帶信號處理模塊；即頻率綜合器采用同源的穩(wěn)定晶振作為參考，綜合出模塊所需的各種頻率；2個下變頻器在頻率合成器的控制下，分別對濾波放大后的BI頻段射頻信號和B2頻段射頻信號進行下變頻為BI頻段中頻信號和B2頻段中頻信號；2個帶通濾波器對BI頻段中頻信號和B2頻段中頻信號進行中頻濾波；2個自動增益控制器分別對濾波后的BI頻段中頻信號和B2頻段中頻信號進行自動增益控制；2個中頻分路器分別對增益后的BI頻段中頻信號和B2頻段中頻信號各進行分頻為2路分頻信號；4個中頻濾波器分別對4路分頻信號進行帶通采樣；模數(shù)轉(zhuǎn)換器在頻率合成器的控制下，分別將濾波4路信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后送至基帶信號處理模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的北斗一期和北斗二期射頻信號兼容接收方法，其特征是頻率合成器采用同源穩(wěn)定的IOMHz晶振作為參考，綜合出射頻模塊所需的各種頻率。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的北斗一期和北斗二期射頻信號兼容接收方法，其特征是頻率綜合器給處理BI頻段射頻信號的下變頻器提供的本振頻率為1490MHz，頻率綜合器給處理B2頻段射頻信號的下變頻器提供的本振頻率為1120MHz ;頻率綜合器給模數(shù)轉(zhuǎn)換器提供的本振頻率為62MHz。
全文摘要
本發(fā)明公開一種北斗一期和北斗二期射頻兼容接收方法及裝置，主要由電源模塊、以及與電源模塊相連的天線、低噪聲放大模塊、射頻模塊和基帶信號處理模塊組成。所述低噪聲放大模塊包括抗干擾濾波器、第一級放大器、功分器、2個窄帶濾波器和2個第二級放大器。所述射頻模塊包括2個下變頻器、2個帶通濾波器、2個自動增益控制器、2個中頻分路器、4個中頻濾波器、頻率合成器、以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器。本發(fā)明能夠解決北斗系統(tǒng)從區(qū)域向全球過渡過程中所產(chǎn)生的兼容性問題，實現(xiàn)BD2一期信號與BD2二期信號兼容接收是解決平穩(wěn)過渡的有效途徑。
文檔編號G01S19/32GK102937715SQ20121037939
公開日2013年2月20日 申請日期2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月9日
發(fā)明者孫希延, 紀元法, 符強, 王守華, 吳孫勇, 鄧洪高 申請人:桂林電子科技大學(xué)