專利名稱：高精度gps、北斗雙模授時(shí)型用戶機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子通信領(lǐng)域，尤其涉及一種用于高精度北斗衛(wèi)星授時(shí)系統(tǒng)中的
用戶機(jī)。
背景技術(shù)：
北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，是中國(guó)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(guó)的GPS、俄羅斯的GLONASS之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)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(shí)的即時(shí)定位服務(wù)，定位精度可達(dá)數(shù)十納秒(ns)的同步精度，其精度與GPS相當(dāng)。 目前衛(wèi)星移動(dòng)接收機(jī)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(diào)制
解調(diào)器所要求的電平值后再由調(diào)制解調(diào)器解調(diào)出基帶信號(hào)，進(jìn)而進(jìn)行數(shù)字處理。由于傳播
路徑上的損耗和各種頻率相互調(diào)制形成的頻率干擾，接收到的衛(wèi)星信號(hào)往往是變化和微弱
的，因此接收機(jī)的主要指標(biāo)是保證較高的靈敏度和選擇性。衛(wèi)星移動(dòng)接收機(jī)從變頻結(jié)構(gòu)上
劃分接收機(jī)可以分為外差式接收機(jī)、零中頻接收機(jī)和數(shù)字中頻接收機(jī)三種。 由于"北斗"信號(hào)的載波頻率高達(dá)2. 5GHz，接收機(jī)天線單元接收并提供給射頻單元
的信號(hào)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(shù)水平難以滿足這一指標(biāo)；另外由于高頻電路在增益、精度和穩(wěn)定性等方面的問(wèn)
題，在高頻范圍直接對(duì)衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行解調(diào)很不現(xiàn)實(shí)，現(xiàn)有的衛(wèi)星接收機(jī)都難以有效的濾波
和變頻處理信號(hào)。 隨著北斗在技術(shù)上的不斷完善，各種用戶機(jī)相續(xù)不斷問(wèn)世。但都是單一模式，面對(duì)世界各國(guó)密切交流局勢(shì)，單一模式已經(jīng)滿足不了人們的需求，且在性能和攜帶上也提出了高精度、輕便型要求。所以研制出高精度袖珍型GPS、北斗雙模授時(shí)型用戶機(jī)將滿足人們這一方面熱切需求，填補(bǔ)這一空白。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，而提供的一種能夠保證較高的靈敏度和選擇性的高精度袖珍型GPS、北斗雙模授時(shí)型用戶機(jī)。[0007] 本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn) 本實(shí)用新型的一種高精度袖珍型GPS、北斗雙模授時(shí)型用戶機(jī)，由GPS模塊、ARM處理器、CPLD數(shù)字集成電路、DSP數(shù)字信號(hào)處理器電連接組成的射頻信號(hào)處理單元與A/D轉(zhuǎn)換器電連接，所述的高精度袖珍型GPS、北斗雙模授時(shí)型用戶機(jī)還設(shè)有北斗信號(hào)通道電路，北斗信號(hào)通道電路由依次電連接的射頻接口、第一混頻器、鏡像抑制濾波器、第一中頻放大、第二混頻器、第二中頻放大、正交解調(diào)器組成，并與A/D轉(zhuǎn)換器電連接；北斗信號(hào)通道電路本振信號(hào)采用單片機(jī)、頻率合成器、壓控溫補(bǔ)晶振電連接組成。所述的GPS模塊采用LEA-5模塊、ARM處理器采用AT91FR40162處理器、CPLD數(shù)字集成電路采用XC3S1000-4FT256I集成數(shù)字電路、DSP數(shù)字信號(hào)處理器采用TMS320VC54X-BGA做數(shù)字信號(hào)處理器。 所述的北斗信號(hào)通道電路的第一混頻器型號(hào)為IAM-81008、鏡像抑制濾波器型號(hào)為聲表面濾波DSF876. 1、第一中頻放大型號(hào)為BGA2001放大器、第二混頻器型號(hào)為AD8347，第二中頻放大與正交解調(diào)通過(guò)AD8347完成。 所述的本振信號(hào)采用的單片機(jī)型號(hào)為16F629、頻率合成器型號(hào)為SI4133、壓控溫補(bǔ)晶振型號(hào)為CFPT-9006。 本實(shí)用新型的目的還可以通過(guò)以下措施來(lái)實(shí)現(xiàn) 北斗部分其特征在于選擇二次變頻方案，二次變頻可以改善數(shù)字基帶處理的捕獲與跟蹤性能以及本振泄漏、直流偏差等問(wèn)題。結(jié)構(gòu)包括依次連接的射頻接口、第一混頻器、鏡像抑制濾波器、第一中頻放大、第二混頻器、第二中頻放大、正交解調(diào)器。本用戶機(jī)選用混頻器為IAM-81008，由于第一中頻為876腿z，帶通濾波器選用聲表面濾波型號(hào)為DSF876. l，通帶為20MHz。由于輸出的中頻信號(hào)比較弱，要進(jìn)行中頻放大，選用IC放大器BGA2001寬帶放大器進(jìn)行放大。中頻放大之后進(jìn)入AD8347，由AD8347進(jìn)行第二混頻和正交解調(diào)。AD8347能夠接收800MHz 2. 7GHz范圍內(nèi)的RF輸入并且直接將輸入信號(hào)下變頻為基帶同相/正交分量，然后把這些正交分量送往一個(gè)高速ADC進(jìn)行數(shù)字化。AD8347在片內(nèi)集成了RF和基帶可控制增益放大器，提供70dB的可變?cè)鲆娣秶?，可輕松實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的寬動(dòng)態(tài)范圍接收設(shè)計(jì)。同時(shí)，它具有50MHz輸出解調(diào)帶寬，其信號(hào)輸出具有優(yōu)良的相位與幅度平衡度，正交相位精度可以達(dá)到1。， I/Q幅度不平衡控制在0. 3dB(即3.5%)范圍內(nèi)，AD8347還集成了一個(gè)僅需要-lOdBm驅(qū)動(dòng)電平的緩沖本地振蕩驅(qū)動(dòng)器、基帶電平檢測(cè)器、DC失調(diào)調(diào)零電路，以及具有可調(diào)節(jié)DC共模電平的雙通道差分輸出放大器，能夠直接驅(qū)動(dòng)多種雙通道ADC. AD8347輸出信號(hào)再進(jìn)入基帶進(jìn)行基帶處理。 GPS部分其特征在于應(yīng)用LEA-5模塊處理，實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)處理與基帶信號(hào)處理，其內(nèi)部集成了時(shí)鐘源，所以無(wú)需外加時(shí)鐘源. 控制部分特征在于選用AT91FR40162做微處理器，選用TMS320VC54X-BGA做數(shù)字信號(hào)處理器，選用CPLD XC3S1000-4FT256I集成數(shù)字電路。 本實(shí)用新型研制出高精度袖珍型GPS、北斗雙模授時(shí)型用戶機(jī)，同時(shí)滿足人們對(duì)于不同需要的需求，填補(bǔ)各種用戶機(jī)單一模式這一空白。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意方框圖；[0018] 圖2是本實(shí)用新型的北斗通道電路的結(jié)構(gòu)示意方框圖；[0019] 圖3是本實(shí)用新型的中頻處理與時(shí)鐘電路原理圖；[0020] 圖4是本實(shí)用新型的本振部分電路原理圖。
具體實(shí)施方式為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。 結(jié)合圖1、圖3、圖4，本實(shí)用新型的一種高精度袖珍型GPS、北斗雙模授時(shí)型用戶機(jī)，由GPS模塊1、 ARM處理器2、 CPLD數(shù)字集成電路3、 DSP數(shù)字信號(hào)處理器4電連接組成的射頻信號(hào)處理單元與A/D轉(zhuǎn)換器15電連接。本實(shí)用新型的高精度袖珍型GPS、北斗雙模授時(shí)型用戶機(jī)還設(shè)有北斗信號(hào)通道電路，北斗信號(hào)通道電路由依次電連接的射頻接口 5、第一混頻器6、鏡像抑制濾波器7、第一中頻放大8、第二混頻器9、第二中頻放大10、正交解調(diào)器組成ll，并與A/D轉(zhuǎn)換器15電連接；北斗信號(hào)通道電路本振信號(hào)采用單片機(jī)12、頻率合成器13、壓控溫補(bǔ)晶振14電連接組成。 本實(shí)用新型的高精度袖珍型GPS、北斗雙模授時(shí)型用戶機(jī)的GPS模塊1采用LEA-5模塊、ARM處理器2采用AT91FR40162處理器、CPLD數(shù)字集成電路3采用XC3S1000-4FT256I集成數(shù)字電路、DSP數(shù)字信號(hào)處理器4采用TMS320VC54X-BGA數(shù)字信號(hào)處理器；北斗信號(hào)通道電路的第一混頻器6型號(hào)為IAM-81008、鏡像抑制濾波器7型號(hào)為聲表面濾波DSF876. 1、第一中頻放大8型號(hào)為BGA2001放大器、第二混頻器9型號(hào)為AD8347、第二中頻放大10與正交解調(diào)器11采用AD8347 ;本振信號(hào)采用單片機(jī)12型號(hào)為16F629、頻率合成器13型號(hào)為SI4133、壓控溫補(bǔ)晶振14型號(hào)為CFPT-9006。 高精度袖珍型GPS、北斗雙模授時(shí)型用戶機(jī)的工作流程具體描述如下射頻接口接收到信后，如果是北斗信號(hào)，則進(jìn)入北斗通道進(jìn)行RF信號(hào)處理，再進(jìn)入高速A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，輸出給基帶；時(shí)鐘信號(hào)由16. 32MHzVCTCX0產(chǎn)生.如果是GPS信號(hào)，則進(jìn)入GPS通道進(jìn)行射頻信號(hào)處理，此部分由集成電路LEA-5S來(lái)完成，它集成了 GPS射頻處理部分和基帶處理部分及GPS時(shí)鐘部分，微控電路選用ARM微處理器AT91FR40162，數(shù)字信號(hào)處理器選用TMS320VC54X-BGA， CPLD數(shù)字集成電路選用XC3S1000-4FT2561 。 圖2描述了對(duì)高精度袖珍型GPS、北斗雙模授時(shí)型用戶機(jī)中增加了北斗通道射頻處理部分，北斗信號(hào)從射頻接口輸入，經(jīng)第一混頻器IAM-81008與本振電路產(chǎn)生的本振進(jìn)行減頻，再進(jìn)入鏡像抑制濾波器濾波，輸出給第一中頻放大電路放大，再與本振電路產(chǎn)生的本振進(jìn)行第二次減頻，輸出再一次中頻放大，最后進(jìn)入正交解調(diào)器，本振信號(hào)由單片機(jī)16F629控制SI4133頻率合成；基頻信號(hào)由型號(hào)為CFPT-9006 16. 32MHz壓控溫補(bǔ)晶振提供。 以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本實(shí)用新型之權(quán)利范圍，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變動(dòng)，這些改 和變動(dòng)也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求高精度袖珍型GPS、北斗雙模授時(shí)型用戶機(jī)，由GPS模塊、ARM處理器、CPLD數(shù)字集成電路、DSP數(shù)字信號(hào)處理器電連接組成的射頻信號(hào)處理單元與A/D轉(zhuǎn)換器電連接，其特征在于所述的高精度袖珍型GPS、北斗雙模授時(shí)型用戶機(jī)設(shè)有北斗信號(hào)通道電路，北斗信號(hào)通道電路由依次電連接的射頻接口、第一混頻器、鏡像抑制濾波器、第一中頻放大、第二混頻器、第二中頻放大、正交解調(diào)器組成，并與A/D轉(zhuǎn)換器電連接；北斗信號(hào)通道電路本振信號(hào)采用單片機(jī)、頻率合成器、壓控溫補(bǔ)晶振電連接組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度袖珍型GPS、北斗雙模授時(shí)型用戶機(jī)，其特征在于所述的GPS模塊采用LEA-5模塊、ARM處理器采用AT91FR40162處理器、CPLD數(shù)字集成電路采用XC3S1000-4FT256I集成數(shù)字電路、DSP數(shù)字信號(hào)處理器采用TMS320VC54X-BGA做數(shù)字信號(hào)處理器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度袖珍型GPS、北斗雙模授時(shí)型用戶機(jī)，其特征在于所述的北斗信號(hào)通道電路的第一混頻器型號(hào)為IAM-81008、鏡像抑制濾波器型號(hào)為聲表面濾波DSF876. 1 ;第一中頻放大型號(hào)為BGA2001放大器；第二混頻、第二中頻放大與正交解調(diào)通過(guò)AD8347處理器完成。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高精度袖珍型GPS、北斗雙模授時(shí)型用戶機(jī)，其特征在于所述的本振信號(hào)采用的單片機(jī)型號(hào)為16F629、頻率合成器型號(hào)為SI4133、壓控溫補(bǔ)晶振型號(hào)為CFPT-9006。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電子通信領(lǐng)域，尤其涉及一種用于高精度北斗衛(wèi)星授時(shí)系統(tǒng)中的用戶機(jī)，由GPS模塊、ARM處理器、CPLD數(shù)字集成電路、DSP數(shù)字信號(hào)處理器電連接組成的射頻信號(hào)處理單元與A/D轉(zhuǎn)換器電連接，所述的高精度袖珍型GPS、北斗雙模授時(shí)型用戶機(jī)還設(shè)有北斗信號(hào)通道電路，北斗信號(hào)通道電路由依次電連接的射頻接口、第一混頻器、鏡像抑制濾波器、第一中頻放大、第二混頻器、第二中頻放大、正交解調(diào)器組成，并與A/D轉(zhuǎn)換器電連接；北斗信號(hào)通道電路本振信號(hào)采用單片機(jī)、頻率合成器、壓控溫補(bǔ)晶振電連接組成。本實(shí)用新型研制出高精度袖珍型GPS、北斗雙模授時(shí)型用戶機(jī)滿足人們熱切需求，填補(bǔ)各種用戶機(jī)單一模式這一空白。
文檔編號(hào)G01S5/02GK201518058SQ20092020480
公開日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2009年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月9日
發(fā)明者朱輝 申請(qǐng)人:朱輝