專利名稱：北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)接收機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子通信領域，尤其涉及一種用于北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)中的移
動接收機。
背景技術：
北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，是中國自行研制開發(fā)的區(qū)域性有源三維衛(wèi)星定位與通信 系統(tǒng)(CNSS)，是除美國的GPS、俄羅斯的GLONASS之后第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。該系統(tǒng) 由三顆衛(wèi)星組成北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)，地面部份分為地面控制中心以及北斗用戶接收終端， 總共三部分組成。北斗定位系統(tǒng)可向用戶提供全天候、二十四小時的即時定位服務，定位精 度可達數(shù)十納秒(ns)的同步精度，其精度與GPS相當。 目前衛(wèi)星移動接收機的作用就是從眾多的電波中選出規(guī)定的頻帶，并放大到調制
解調器所要求的電平值后再由調制解調器解調出基帶信號，進而進行數(shù)字處理。由于傳播
路徑上的損耗和各種頻率相互調制形成的頻率干擾，接收到的衛(wèi)星信號往往是變化和微弱
的，因此接收機的主要指標是保證較高的靈敏度和選擇性。衛(wèi)星移動接收機從變頻結構上
劃分接收機可以分為外差式接收機、零中頻接收機和數(shù)字中頻接收機三種。 由于"北斗"系統(tǒng)提供的信號載波頻率高達2. 5GHz，接收機天線單元接收并提供給
射頻單元的信號頻率很高而信道帶寬又很窄，要直接濾出所需信道，則需Q值非常大的濾
波器，至少目前的技術水平難以滿足這一指標；另外由于高頻電路在增益、精度和穩(wěn)定性等
方面的問題，在高頻范圍直接對衛(wèi)星信號進行解調很不現(xiàn)實，現(xiàn)有的衛(wèi)星接收機都難以有
效的濾波和變頻處理信號。
發(fā)明內容為克服現(xiàn)有技術的不足，本實用新型實施例提供了一種北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)接 收機，將高頻輸入信號通過多級下變頻方式與本振信號進行減頻混合濾波，產(chǎn)生高精度的 中頻輸出信號更容易進行處理，同時提高了放大器的穩(wěn)定性。 本實用新型實施例提供了一種北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)接收機，包括依次連接的頻 帶選擇濾波器、低噪聲放大器、第一混頻器、鏡頻抑制濾波器、第二混頻器；從所述頻帶選擇 濾波器濾波后的輸入信號通過多級下變頻方式與本振信號進行減頻混合，產(chǎn)生中頻輸出信 號從所述第二混頻器輸出端輸出。 進一步，所述接收機還包括第一中頻放大器和第二中頻放大器，用于分別補償?shù)?一混頻器和第二混頻器的損耗；所述接收機的電路結構為帶接收天線的所述頻帶選擇濾 波器、所述低噪聲放大器、所述第一混頻器、所述鏡頻抑制濾波器、所述第一中頻放大器、所 述第二混頻器、所述第二中頻放大器依次連接。這樣產(chǎn)生中頻輸出信號經(jīng)放大補償后從所 述第二中頻放大器輸出端輸出。 進一步，所述頻帶選擇濾波器采用單向通路和反向隔離電路設計。 再進一步，所述鏡頻抑制濾波器中有鏡頻抑制電路，實現(xiàn)鏡頻抑制，根據(jù)所述第一混頻器輸出的中頻信號頻率大小匹配調整所述鏡頻抑制濾波器的通頻帶帶寬。 更進一步，所述北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)接收機為外差式接收機，將輸入信號載波
通過兩級下變頻方式變換到合適的中頻輸出信號后，再由連接在接收機后的A/D器件對中
頻輸出信號進行采樣，然后由FPGA和DSP器件對采樣結果進行數(shù)字信號處理。 本實用新型的北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)接收機采用頻帶選擇濾波器、低噪聲放大
器、第一混頻器、鏡頻抑制濾波器、第二混頻器依次連接的方式，將高頻輸入信號通過多級
下變頻方式與本振信號進行減頻混合濾波，產(chǎn)生高精度的中頻輸出信號更容易進行后續(xù)基
帶處理，新的設計結構也有利于放大器的穩(wěn)定，另外濾波器的Q值不必設計太大，減小了濾
波器的制造難度。 整個接收機的結構設計簡單，制造成本低，廣泛適用于各種移動的手機、車載導航 儀、衛(wèi)星接收導航儀等設備中。
圖1是本實用新型實施例一提供的北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)接收機結構示意方框 圖； 圖2是本實用新型實施例二提供的北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)接收機結構示意方框 圖。
具體實施方式為使本本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本實用 新型作進一步地詳細描述。 如圖1所示，本實用新型實施例一提供了一種北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)接收機，其 包括依次連接的頻帶選擇濾波器、低噪聲放大器、第一混頻器、鏡頻抑制濾波器、第二混頻 器；從所述頻帶選擇濾波器濾波后的輸入信號通過多級下變頻方式與本振信號進行減頻混 合，產(chǎn)生中頻輸出信號從所述第二混頻器輸出端輸出。 作為一種改進后的實施方式，如圖2所示，本實用新型實施例二提供了一種北斗 衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)接收機，還包括第一中頻放大器和第二中頻放大器，用于分別補償?shù)谝?混頻器和第二混頻器的損耗。所述接收機的電路結構為帶接收天線的所述頻帶選擇濾波 器、所述低噪聲放大器、所述第一混頻器、所述鏡頻抑制濾波器、所述第一中頻放大器、所述 第二混頻器、所述第二中頻放大器依次連接。從所述頻帶選擇濾波器濾波后的輸入信號通 過多級下變頻方式與本振信號進行減頻混合，產(chǎn)生中頻輸出信號從所述第二中頻放大器輸 出端輸出。 由于高頻電路在增益、精度和穩(wěn)定性等方面的問題，在高頻范圍直接對衛(wèi)星信號 進行解調很不現(xiàn)實，另外考慮到前端增益較大，多級變頻可以將增益分配在各個環(huán)節(jié)進行， 有利于放大器的穩(wěn)定，所以本實用新型實施例的北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)接收機采用外差式 接收機，通過兩級下變頻方式將輸入信號載波變換到合適的中頻輸出信號后，再由連接在 接收機后的A/D器件對中頻輸出信號進行采樣，然后由FPGA和DSP器件對采樣結果進行數(shù) 字信號處理。 外差式接收機就是對外來的輸入信號進行兩次混頻后將頻率逐漸降低，信號頻率
4WKF與本振信號W?；祛l后得到中頻信號WIF = WKF_W。，經(jīng)過幾次這樣的下變頻，再通過放大 和濾波最終得到想要的信號。 采用外差式接收的好處主要是中頻比載波低很多，便于基帶處理。通頻帶公式 為 BW3dB = fQ/Q 由此可知同樣帶寬的信號在較低的中頻上對有用信道進行選取要比在載頻上選 取對濾波器的Q值要求低很多。 由于衛(wèi)星無線電信號很微弱，前端的增益一般要達到100-200dB。為了放大器的穩(wěn)
定和避免振蕩，在一個頻帶內的放大器其增益一般不超過50-60dB。采用外差式接收方案后
增益被分配到了高頻、中頻和基帶三個頻段上，有利于放大器的穩(wěn)定。 上述實施例提供的北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)接收機中各個模塊功能如下 (a)所述頻帶選擇濾波器采用單向通路和反向隔離電路設計，具有良好的單向性
能和良好的反向隔離性，防止除接收頻率以外的干擾信號從接收天線進入，同時還防止本
振(或發(fā)射)信號通過接收天線泄漏。 (b)所述低噪聲放大器是補償預選器的損耗、提高接收機系統(tǒng)的信噪比、加強混頻 器/本振電路與輸入端口之間的隔離。 (c)所述鏡頻抑制濾波器中有鏡頻抑制電路，主要是實現(xiàn)鏡頻抑制，在低噪聲放大 器后必須有抑制，否則低噪聲放大器的噪聲系數(shù)會由于放大后的鏡頻噪聲混頻進入信道而 成倍增加。所述鏡頻抑制濾波器根據(jù)所述第一混頻器輸出的中頻信號頻率大小匹配調整鏡 頻抑制濾波器的通頻帶帶寬，第一混頻器輸出的中頻信號頻率越高鏡頻抑制濾波器的通頻 帶越寬。
(d)所述第一混頻器是將天線接收的信號與第一本振信號相減，產(chǎn)生第一中頻信 號；所述第二混頻器是將第一中頻信號與第二本振信號相減，產(chǎn)生第二中頻輸出信號。
(e)所述第一中頻放大器和所述第二中頻放大器的作用為補償混頻器的損耗，使 系統(tǒng)增益滿足設定的要求。 需要說明的是，上述實施例中的北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)接收機還可采用三級或更 多級混頻器與本振信號進行減頻混合，產(chǎn)生中頻輸出信號，其增加的混頻器和中頻放大器 連接方式如實施例二的原理一樣，這里不在重復說明。 北斗衛(wèi)星定位導航系統(tǒng)的建立可為我國陸地、海洋、空中和空間的各類軍事和民 用提供多種業(yè)務保障，如陸上的大地測量、地震預報、各種車輛的運輸調度、森林防火、地質 勘探和國土開發(fā)、航海、航空的安全航行和交通管制、空間飛行器的定位和測控，以及定時 授時、移動通信、搜索救援等。 北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)接收機的結構設計簡單，制造成本低，可廣泛適用于各種 移動的手機，車載導航儀，航海、航空的衛(wèi)星接收導航儀等設備中。 以上所述是本實用新型的優(yōu)選實施方式而已，當然不能以此來限定本實用新型之 權利范圍，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前 提下，還可以做出若干改進和變動，這些改進和變動也視為本實用新型的保護范圍。
權利要求北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)接收機，其特征在于，包括依次連接的頻帶選擇濾波器、低噪聲放大器、第一混頻器、鏡頻抑制濾波器、第二混頻器；從所述頻帶選擇濾波器濾波后的輸入信號通過多級下變頻方式與本振信號進行減頻混合，產(chǎn)生中頻輸出信號。
2. 根據(jù)權利要求1所述的北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)接收機，其特征在于，還包括第一中 頻放大器和第二中頻放大器，分別用于補償?shù)谝换祛l器和第二混頻器的損耗；所述接收機 的電路結構為帶接收天線的所述頻帶選擇濾波器、所述低噪聲放大器、所述第一混頻器、 所述鏡頻抑制濾波器、所述第一中頻放大器、所述第二混頻器、所述第二中頻放大器依次連 接。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)接收機，其特征在于，所述頻帶選 擇濾波器采用單向通路和反向隔離電路設計。
4. 根據(jù)權利要求1或2所述的北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)接收機，其特征在于，所述鏡頻抑 制濾波器中有鏡頻抑制電路，用于鏡頻抑制，根據(jù)所述第一混頻器輸出的中頻信號頻率大 小匹配調整所述鏡頻抑制濾波器的通頻帶帶寬。
5. 根據(jù)權利要求1或2所述的北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)接收機，其特征在于，所述北斗 衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)接收機為外差式接收機，將輸入信號載波通過兩級下變頻方式變換到合 適的中頻輸出信號后，再由連接在接收機后的A/D器件對中頻輸出信號進行采樣，然后由 FPGA和DSP器件對采樣結果進行數(shù)字信號處理。
專利摘要本實用新型公開了一種北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)接收機，包括依次連接的頻帶選擇濾波器、低噪聲放大器、第一混頻器、鏡頻抑制濾波器、第二混頻器；從所述頻帶選擇濾波器濾波后的輸入信號通過多級下變頻方式與本振信號進行減頻混合，產(chǎn)生中頻輸出信號從所述第二混頻器輸出端輸出。本實用新型將高頻輸入信號通過多級下變頻方式與本振信號進行減頻混合濾波，產(chǎn)生高精度的中頻輸出信號更容易進行處理，新的設計結構也提高了放大器的穩(wěn)定性，減小了特定濾波器的制造難度。
文檔編號G01S1/02GK201508412SQ200920058488
公開日2010年6月16日 申請日期2009年6月16日 優(yōu)先權日2009年6月16日
發(fā)明者熊如意 申請人:廣州市圣大電子有限公司