專利名稱：一體化雙模授時有源天線和雙模模數(shù)解調(diào)模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在移動無線通信系統(tǒng)中使用的授時有源天線，所采用的一體化雙模接 收方式，可實(shí)現(xiàn)高增益、抗干擾和兼容接收要求，屬于移動通信領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在主要的移動通信系統(tǒng)如CDMA、TD-SCDMA等系統(tǒng)中，其通用的衛(wèi)星授時同步裝置 由設(shè)置在室外天線塔架上的授時有源天線和設(shè)置在基站內(nèi)的射頻接收機(jī)解調(diào)模塊共同組 成。授時有源天線將接收和放大的射頻信號通過射頻電纜傳輸給設(shè)置在基站內(nèi)的射頻接收 機(jī)解調(diào)模塊。由于授時有源天線一般都設(shè)置在天線塔架上，高頻信號的傳輸需要經(jīng)過較長 的傳輸線纜，這樣就必然造成對射頻信號的衰減。為避免射頻信號在傳輸過程中的衰減， 就需要在傳輸電纜中增加中繼放大器，因而增加了系統(tǒng)設(shè)備制造成本。經(jīng)查，目前國外有 Trimble、Symmetricom、Motorala和日本古野等廠家生產(chǎn)的一體化單模授時有源天線，將授 時接收天線和射頻接收機(jī)模塊設(shè)計在一塊或兩塊電路板上，接收單一 GPS導(dǎo)航衛(wèi)星信號。 該方案實(shí)際是將設(shè)置在基站內(nèi)的時間基板上的射頻接收機(jī)模塊移至到授時有源天線內(nèi)，構(gòu) 成了一體化的授時有源天線，經(jīng)解調(diào)的數(shù)字信號再改由網(wǎng)絡(luò)數(shù)字傳輸線纜直接傳輸給基站 的時間基板，這樣就減少了因傳輸高頻信號和距離過長造成的衰減。但是，這種一體化技術(shù) 只適用于GPS衛(wèi)星單模授時系統(tǒng)。另由于國際衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)已不限于美國的GPS—種，其他的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)如 歐盟的⑶LILE0、俄羅斯的GL0NASS以及我國即將建立的“北斗二代”(C0MPASS-M1)全球定 位導(dǎo)航系統(tǒng)，都將或已經(jīng)進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段，新一代的衛(wèi)星定位導(dǎo)航接收機(jī)或授時服務(wù)，應(yīng) 能夠同時兼容接收這些系統(tǒng)的信號，為用戶提供更加穩(wěn)定、可靠、精確的服務(wù)，多系統(tǒng)兼容 接收機(jī)代替單一系統(tǒng)接收機(jī)已經(jīng)成為必然。為確保現(xiàn)有移動通訊裝置能在不同地域和不 同的衛(wèi)星授時服務(wù)中實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定切換，就要求基站系統(tǒng)必須能夠同時接收兩種以上衛(wèi)星授時 信號。為適應(yīng)這一要求，射頻芯片生產(chǎn)商已經(jīng)生產(chǎn)了用于衛(wèi)星導(dǎo)航定位的并能兼容GPS和 GL0NASS的雙模射頻解調(diào)芯片及功能模塊，但由于缺少可為其服務(wù)的雙模授時有源天線，致 使雙模射頻解調(diào)芯片及功能模塊的功能還不能得到充分利用。而在我國已公開的可以服 務(wù)于兩種衛(wèi)星授時服務(wù)的專利中，也只是針對“北斗一號”和GPS衛(wèi)星提出的，由于“北斗 一號”授時頻段設(shè)置在2491. 75MHz，與GPS的Ll授時頻段相距較大，因此在接收機(jī)前必須 分別設(shè)置兩個不同接收頻率的授時有源天線，又因"北斗一號"授時需要精準(zhǔn)的方位角尋 星，因此技術(shù)上很難實(shí)現(xiàn)一體化雙模授時服務(wù)。 針對我國即將建立的“北斗二代”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范，申請人先前申請了 《一種雙模授時有源天線》專利，實(shí)驗(yàn)證明完全可以同時接收GPS和“北斗二代”兩個頻段 的衛(wèi)星授時信號。如再進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計，借鑒一體化設(shè)計技術(shù)，對現(xiàn)有射頻接收模塊進(jìn)行改 進(jìn)，既能克服當(dāng)前一體化授時有源天線存在的缺陷，也可以兼容不同衛(wèi)星授時系統(tǒng)，提高了 基站授時的可靠性和靈活性，進(jìn)一步降低設(shè)備制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是提供一種能夠同時接收兩種衛(wèi)星授時服務(wù)和全新的一體化雙模授時有源天線和與其配套的雙模模數(shù)解調(diào)模塊。本發(fā)明一體化雙模授時有源天線和雙模模數(shù)解調(diào)模塊分別由雙模陶瓷介質(zhì)接收 天線、低噪聲放大器單元；雙模射頻接收機(jī)模塊；混頻器單元、中頻濾波器、阻抗匹配器；雙 模模數(shù)解調(diào)模塊、雙頻切換開關(guān)；防雷擊浪涌沖擊電路、供電穩(wěn)壓電路、含微帶電路的雙面 印制覆銅板、N型針式電連接器、天線外殼組成，其特征在于寬帶陶瓷介質(zhì)天線、低噪聲放 大器單元；雙模射頻接收機(jī)模塊；混頻器單元、中頻濾波器、阻抗匹配器；雙模模數(shù)解調(diào)模 塊；防雷擊浪涌沖擊電路、供電穩(wěn)壓電路；雙頻切換開關(guān)；N型針式電連接器通過雙面覆銅 印制電路板上的微帶連接線或射頻電纜依次連接，組成一體化雙模授時有源天線電路模 塊；授時數(shù)字時鐘信號通過網(wǎng)絡(luò)線纜連接基站內(nèi)的時間基板；雙模高頻信號、雙中頻或單 中頻信號通過同軸射頻電纜連接基站內(nèi)的時間基板；針式電連接器的N型射頻輸出端或網(wǎng) 絡(luò)數(shù)字接口、或雙頻切換開關(guān)安裝在殼體預(yù)留孔上；雙模授時接收頻段是GPS的Ll和北斗 二代的Bl頻段衛(wèi)星信號的組合。所述低噪聲放大器單元由前置帶通濾波器、低噪聲放大器、寬帶帶通濾波器、單片 放大器、窄帶濾波器組成。所述陶瓷介質(zhì)天線為雙模寬帶接收天線，可同時接受GPS和“北斗二代”衛(wèi) 星授時載波信號，其主要特征在于該陶瓷介質(zhì)天線的接收頻率分別為“北斗二代”的 1561. 098MHz和GPS的1575. 42MHz ；該陶瓷介質(zhì)天線設(shè)置于覆銅板的一面，并通過引線連接 到低噪聲放大器單元輸入端。所述寬帶帶通濾波器采用陶瓷介質(zhì)濾波器件或聲表面波器件，頻響帶寬為1550 至1580MHz，其頻響帶寬能夠覆蓋GPS的Li、北斗二代的Bl頻段；或采用雙頻LC參差調(diào)諧 帶通濾波器，其中f01為“北斗二代”的1561. 098MHz, f02為GPS的1575. 42MHz。所述混頻器單元包括窄帶濾波器、混頻器、頻率綜合發(fā)生器、中頻濾波器、雙頻切 換開關(guān)、阻抗匹配器，主要特征在于分別設(shè)置兩個窄帶濾波器和兩個混頻器，一個頻率綜 合發(fā)生器，兩個中頻濾波器，或一個雙頻切換開關(guān)，或阻抗匹配器。經(jīng)窄帶濾波器輸出的射 頻信號分別進(jìn)入各自的混頻器，頻率綜合發(fā)生器產(chǎn)生一個本振頻率，經(jīng)混頻器變頻產(chǎn)生各 自不同的中頻頻率進(jìn)入共用的阻抗匹配器；雙頻切換開關(guān)接收來自模數(shù)解調(diào)模塊的控制指 令完成雙模切換。所述雙頻切換開關(guān)可以獨(dú)立設(shè)置在殼體上或集成在混頻器單元內(nèi)；或貼 裝在一塊敷銅板上安裝在N型針式電連接器的法蘭端。所述窄帶濾波器設(shè)置兩個，采用陶瓷介質(zhì)濾波器件或聲表面波器件，頻響帶寬分 別是，用于GPS的中心頻率為1575. 42MHz，帶寬為2. 046MHz ；北斗二代Bl頻段的中心頻率 為 1561. 098MHz，帶寬為 4. 092MHz。所述中頻濾波器設(shè)置兩個，其中心頻率取決于本振頻率的選擇，設(shè)置在1至 30MHc ；GPS的中頻帶寬為2. 046MHz ；北斗二代的中頻帶寬為4. 092MHz。上述低噪聲放大器單元和混頻器單元以及窄帶濾波器、阻抗匹配器、雙頻切換開 關(guān)使用金屬屏蔽罩屏蔽，其中前置帶通濾波器、低噪聲放大器設(shè)置在一個金屬屏蔽腔內(nèi)，寬 帶帶通濾波器、單片放大器和防雷擊浪涌沖擊電路及供電穩(wěn)壓電路設(shè)置在一個金屬屏蔽腔 內(nèi)，混頻器單元以及窄帶濾波器、阻抗匹配器設(shè)置在另一個金屬屏蔽腔內(nèi)；單獨(dú)設(shè)立的雙頻切換開關(guān)單獨(dú)屏蔽。所述天線外殼由殼蓋和殼體組成，雙模授時有源天線電路模塊、或雙模射頻接收機(jī)模塊、或混頻器單元組合安裝在天線殼體內(nèi)；所述雙頻切換開關(guān)可以獨(dú)立設(shè)置或集成在 混頻器單元內(nèi)；N型針式電連接器，或網(wǎng)絡(luò)數(shù)字接口、或雙頻切換開關(guān)安裝在殼體上，殼蓋 和殼體密封緊固，得到完整的一體化雙模授時有源接收天線；天線殼體采用ASA塑料或 ABS、聚碳酸酯等抗紫外線的工程塑料制作。上述雙模射頻接收機(jī)模塊由雙通道窄帶濾波器、混頻器、一個共用頻率綜合發(fā)生器、服務(wù)于GPS和北斗二代的中頻介質(zhì)濾波器或聲表面波濾波器，或集成濾波器；低噪聲中 頻放大器和AGC自動增益控制、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器和一個存儲控制處理器組成，其特征在于 所述雙模射頻接收機(jī)模塊采用集成電路的方法制作在一個或兩個芯片上，其中，混頻器、一 個共用頻率綜合發(fā)生器、中頻濾波器、低噪聲中頻放大器和AGC自動增益控制、A/D模數(shù)轉(zhuǎn) 換器集成在一個芯片上，存儲控制處理器集成在另一個芯片上；GPS中頻濾波器和北斗二 代中頻濾波器采用中頻陶瓷介質(zhì)濾波器或聲表面波濾波器獨(dú)立設(shè)置，或采用集成濾波器制 作在芯片之內(nèi)；雙模射頻接收機(jī)模塊安裝和貼裝在一塊覆銅印制電路板上，或安裝在雙模 授時有源天線內(nèi)，或組合安裝在基站內(nèi)的時間基板上；所述雙模模數(shù)解調(diào)模塊是對GPS射頻接收機(jī)模塊的改進(jìn)，是將射頻接收機(jī)模塊分解為混頻器單元和雙模模數(shù)解調(diào)模塊兩部分，混頻器單元設(shè)置在授時有源天線內(nèi)，雙模模 數(shù)解調(diào)模塊設(shè)置在基站內(nèi)的時間基板上。雙模模數(shù)解調(diào)模塊由服務(wù)于GPS和北斗二代頻段 的中頻介質(zhì)濾波器或聲表面波濾波器，或集成濾波器；雙通道低噪聲中頻放大器、自動增益 控制電路、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器和一個存儲控制處理器組成，該模塊采用集成電路的方法制作， 并安裝在一塊覆銅印制電路板上。本發(fā)明可以選擇以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)第一種為雙模數(shù)據(jù)線傳輸方案該方案是將雙模射頻接收機(jī)模塊移至天線外殼內(nèi)，形成完整的天線組件，通過數(shù)據(jù)線纜傳輸數(shù)字時鐘信號。由寬帶陶瓷介質(zhì)天線接收的衛(wèi)星授時信號經(jīng)前置帶通濾波器后 送至低噪聲放大器，經(jīng)低噪聲放大器放大的射頻信號送入可覆蓋兩個射頻信號的寬帶濾波 器，確保邊帶抑制和信噪比，其頻率帶寬范圍在1550MHz至1680MHz，射頻信號經(jīng)低噪聲單 片放大器放大，保證其增益大于20分貝以上，然后進(jìn)入各自的窄帶濾波器，其中GPS中心頻 率為1575. 42MHz，帶寬為2. 046MHz ；北斗二代Bl頻段的中心頻率為1561. 098MHz，帶寬為 4. 092MHz。雙模射頻接收機(jī)模塊由基站移至授時有源天線內(nèi)，射頻信號分別進(jìn)入雙模射頻 接收機(jī)模塊各自的混頻器，與共用的頻率綜合發(fā)生器產(chǎn)生的本振頻率混頻，經(jīng)下變頻產(chǎn)生 各自的中頻信號。中頻模擬信號再經(jīng)中頻濾波器濾波，在各自的中頻放大器完成低噪聲放 大和AGC自動增益控制，然后由各自的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣、解擴(kuò)頻和編碼，存儲控制處理 器根據(jù)數(shù)字時鐘信號質(zhì)量并通過軟件解算和控制對授時信號進(jìn)行自動判斷和取舍，以保證 通信授時系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、安全性和可靠性，解調(diào)后的數(shù)字時鐘信號通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線纜連接 基站內(nèi)的時間基板。其技術(shù)關(guān)鍵是溫變頻移、防射頻強(qiáng)磁干擾和防雷擊安全保障。第二種為雙模高頻傳輸方案該方案要求射頻接收機(jī)模塊具有GPS和北斗二代的雙?；蚨嗄＝庹{(diào)功能。由寬帶陶瓷介質(zhì)天線接收的衛(wèi)星授時信號經(jīng)前置帶通濾波器后送至低噪聲放大器，經(jīng)低噪聲放大器放大的射頻信號送入可覆蓋兩個射頻信號的寬帶濾波器，確保邊帶抑制和信噪比，其頻 率帶寬范圍在1550MHz至1580MHz，射頻信號再經(jīng)低噪聲單片放大器放大，保證其增益大于 20分貝以上，雙模射頻信號經(jīng)由傳輸電纜、避雷器傳送給安裝在基站內(nèi)的雙模射頻接收機(jī) 模塊。該模塊工作過程是來自授時有源天線的復(fù)合射頻信號分別進(jìn)入射頻接收機(jī)模塊中 各自的窄帶濾波器，然后進(jìn)入各自的混頻器與頻率綜合發(fā)生器產(chǎn)生的本振頻率變頻，產(chǎn)生 各自的中頻信號，中頻模擬信號經(jīng)中頻濾波后首先在各自的中頻放大器中完成低噪聲放大 和AGC自動增益控制，然后由各自的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣、解擴(kuò)頻和編碼，解調(diào)出的數(shù)字時 鐘機(jī)碼送時間基板，存儲控制處理器根據(jù)兩組數(shù)字時鐘信號的質(zhì)量并通過軟件實(shí)現(xiàn)解算和 控制，并對來自雙星的授時信號進(jìn)行自動判斷和取舍，以保證通信授時系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、安全 性和可靠性。 第三種為雙模雙中頻傳輸方案將射頻接收機(jī)模塊分為混頻器單元和雙模模數(shù)解調(diào)模塊兩個部分，混頻器單元安 裝在授時有源天線內(nèi)，雙模模數(shù)解調(diào)模塊安裝在基站內(nèi)的時間基板上。其工作過程是射頻 信號在授時天線內(nèi)經(jīng)窄帶濾波后分別進(jìn)入各自的混頻器，與頻率綜合發(fā)生器產(chǎn)生的本振頻 率混頻，產(chǎn)生各自的中頻信號，其中GPS帶寬為2. 046MHz ；北斗二代帶寬為4. 092MHz。經(jīng)中 頻濾波和阻抗匹配后通過射頻電纜、避雷器傳輸至基站內(nèi)的雙模模數(shù)解調(diào)模塊。該傳輸方 式實(shí)際為雙中頻傳輸，其技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵在于溫變頻移和控制相互間的干擾。雙模模數(shù)解調(diào)模塊為集成在一起或兩個獨(dú)立通道的解調(diào)模塊，中頻模擬信號首先 在各自的中頻放大器中完成中頻濾波、低噪聲放大和AGC自動增益控制，然后由各自的A/D 模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣、解擴(kuò)頻和編碼。存儲控制處理器通過軟件解算和控制對雙星授時信號進(jìn) 行自動判斷和取舍。第四種為雙模單中頻傳輸方案在一體化雙模授時天線內(nèi)設(shè)置一個雙頻切換開關(guān)。由陶瓷介質(zhì)天線接收的衛(wèi)星授 時信號經(jīng)前置帶通濾波器后送至低噪聲放大器，經(jīng)低噪聲放大器放大的射頻信號送入寬帶 濾波器，再經(jīng)低噪聲單片放大器放大后進(jìn)入各自的窄帶濾波器，兩個射頻信號分別進(jìn)入各 自的混頻器，與頻率綜合發(fā)生器產(chǎn)生的本振頻率混頻，產(chǎn)生各自的中頻信號，經(jīng)中頻濾波和 雙頻切換開關(guān)后通過射頻電纜傳輸至基站內(nèi)的雙模模數(shù)解調(diào)模塊。雙模模數(shù)轉(zhuǎn)換解調(diào)模塊為集成在一起的解調(diào)模塊，中頻模擬信號首先進(jìn)入各自的 集成濾波器或陶瓷介質(zhì)中頻濾波器，或聲表面波中頻濾波器，中頻低噪聲放大和AGC自動 增益控制完成對中頻信號的放大，然后由各自的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣和編碼，經(jīng)解調(diào)的數(shù) 字信號送時間數(shù)字基帶模板。存儲控制處理器根據(jù)數(shù)字信號的增益高低和跳碼率輸出控制 指令，該指令通過傳輸電纜上傳給一體化雙模授時有源天線上的雙頻切換開關(guān)，選擇其中 的一個中頻信號再傳送給雙模模數(shù)解調(diào)模塊。本發(fā)明的特別之處在于采用一個寬帶有源接收天線可同時接收GPS和“北斗二 代”衛(wèi)星授時載波信號，雙模射頻接收機(jī)模塊可以設(shè)置在授時有源天線內(nèi)，或分解雙模射頻 接收機(jī)模塊為混頻單元和雙模模數(shù)解調(diào)模塊兩部分，分別設(shè)置在授時有源天線或基站內(nèi)的 時間基板上。在混頻器單元移至授時有源天線后，可采用中頻技術(shù)傳輸手段，也就是兩個不 同頻率的射頻信號在完成了高頻放大、混頻后同時向基站傳輸含有兩個不同頻率和帶寬的 中頻信號，由雙模模數(shù)解調(diào)模塊中的存儲控制處理器完成雙模切換；或采用單中頻傳輸，可以由雙模模數(shù)解調(diào)模塊上的存儲控制處理器輸出控制指令，上傳至一體化雙模授時天線上的電子雙頻切換開關(guān)進(jìn)行切換，傳輸單一中頻信號；由于中頻信號頻率低，交調(diào)干擾小，因 此提高了基站授時的安全性、可靠性和靈活性，同時降低了設(shè)備成本。該發(fā)明具有較強(qiáng)的靈 活性，可以選擇多種技術(shù)方式傳輸和解調(diào)雙星授時信號。


圖1是本發(fā)明一體化雙模授時有源天線原理2是本發(fā)明一體化雙模授時網(wǎng)絡(luò)線傳輸示意3是本發(fā)明一體化雙中頻傳輸示意4是本發(fā)明一體化單中頻傳輸示意5是本發(fā)明一體化單中頻傳輸總體結(jié)構(gòu)示意6是本發(fā)明一體化網(wǎng)絡(luò)線傳輸總體結(jié)構(gòu)示意圖其中1雙模寬帶陶瓷介質(zhì)天線；2前置帶通濾波器；3低噪聲放大器；4寬 帶帶通濾波器；5 單片放大器；6 防雷擊浪涌沖擊電路；7 供電穩(wěn)壓電路；8 射頻電 纜；9屏蔽罩；10殼蓋；11殼體；12雙面覆銅板；13雙模射頻接收機(jī)模塊；14混 頻器；15 頻率綜合發(fā)生器；16 雙頻切換開關(guān)；17 存儲控制處理器；18 中頻濾波器； 19 中頻放大器和自動增益控制；20 A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器；21 窄帶濾波器；22 阻抗匹配 器；23雙模模數(shù)解調(diào)模塊；24網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)線接口；25低噪聲放大器單元；26數(shù)據(jù)線纜
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一該方案是將雙模射頻接收機(jī)模塊13移至天線外殼內(nèi)，形成完整的天線組件，通過 數(shù)據(jù)線纜26傳輸數(shù)字時鐘信號。由寬帶陶瓷介質(zhì)天線1接收的衛(wèi)星授時信號經(jīng)前置帶通 濾波器2后送至低噪聲放大器3，經(jīng)低噪聲放大器3放大的射頻信號送入可覆蓋兩個射頻 信號的寬帶濾波器4，確保邊帶抑制和信噪比，其頻率帶寬范圍在1550MHz至1580MHz，射頻 信號再經(jīng)低噪聲單片放大器5放大，保證其增益大于20分貝以上，然后進(jìn)入各自的窄帶濾 波器21，其中GPS中心頻率為1575. 42MHz，帶寬為2. 046MHz ；北斗二代Bl頻段的中心頻率 為1561. 098MHz，帶寬為4. 092MHz。雙模射頻接收機(jī)模塊13由基站內(nèi)移至授時天線內(nèi)，射 頻信號分別進(jìn)入雙模射頻接收機(jī)模塊13各自的混頻器14，與共用的頻率綜合發(fā)生器15產(chǎn) 生的本振頻率混頻，經(jīng)下變頻產(chǎn)生各自的中頻信號，經(jīng)中頻濾波器19送入雙模模數(shù)解調(diào)模 塊23。中頻模擬信號首先在各自的中頻放大器19完成低噪聲放大和AGC自動增益控制， 然后由各自的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣、解擴(kuò)頻和編碼，存儲控制處理器17根據(jù)數(shù)字信號質(zhì)量 并通過軟件控制對來自雙星的授時信號進(jìn)行自動判斷和取舍，以保證通信授時系統(tǒng)的準(zhǔn)確 性、安全性和可靠性，解調(diào)后的數(shù)字信號通過網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)接口 24和數(shù)據(jù)線纜26連接基站內(nèi)的 時間基板。工作原理如圖1所示，電路模塊如圖2所示。實(shí)施例二 該方案要求射頻接收機(jī)模塊具有GPS和北斗二代的雙?；蚨嗄＝庹{(diào)功能。由雙模 陶瓷介質(zhì)天線1接收的衛(wèi)星授時信號經(jīng)前置帶通濾波器2后送至低噪聲放大器3，經(jīng)低噪聲 放大器3放大的射頻信號送入寬帶濾波器4，確保邊帶抑制和信噪比，覆蓋雙星信號的射頻信號再經(jīng)低噪聲單片放大器5放大，保證其增益大于20分貝以上，復(fù)合高頻射頻信號經(jīng)由 射頻電纜8、避雷器傳送給設(shè)置在基站內(nèi)的雙模射頻接收機(jī)模塊13。雙模射頻信號分別進(jìn) 入各自的窄帶濾波器21，其中GPS中心頻率為1575. 42MHz，帶寬為2. 046MHz ；北斗二代Bl 頻段的中心頻率為1561. 098MHz，帶寬為4. 092MHz。然后在各自的混頻器14與頻率綜合發(fā) 生器15產(chǎn)生的本振頻率變頻，產(chǎn)生各自的中頻信號，中頻模擬信號經(jīng)中頻濾波器18濾波后 在各自的中頻放大器19中完成低噪聲放大和AGC自動增益控制，然后由各自的A/D模數(shù)轉(zhuǎn) 換器采樣、解擴(kuò)頻和編碼，存儲控制處理器17根據(jù)數(shù)字時鐘信號的質(zhì)量并通過軟件解算和 控制對雙星授時信號進(jìn)行自動判斷和取舍，以保證通信授時系統(tǒng)的準(zhǔn)確性、安全性和可靠 性。解調(diào)后的數(shù)字時鐘信號鏈接基站內(nèi)的時間基板。實(shí)施例三將射頻接收機(jī)模塊13分為混頻器單元和雙模模數(shù)解調(diào)模塊23兩個部分，混頻器 單元安裝在授時有源天線內(nèi)，雙模模數(shù)解調(diào)模塊23安裝在基站內(nèi)的時間基板上。由寬帶陶 瓷介質(zhì)天線1接收的衛(wèi)星授時信號經(jīng)前置帶通濾波器2后送至低噪聲放大器3，經(jīng)低噪聲 放大器3放大的射頻信號送入寬帶濾波器4，確保邊帶抑制和信噪比，覆蓋雙星信號的射頻 信號再經(jīng)低噪聲單片放大器5放大，保證其增益大于20分貝以上，然后進(jìn)入各自的窄帶濾 波器21，兩個射頻信號分別進(jìn)入各自的混頻器14，與頻率綜合發(fā)生器15產(chǎn)生的本振頻率混 頻，產(chǎn)生各自的中頻信號，經(jīng)中頻濾波器18和阻抗匹配器22后通過射頻電纜8、避雷器傳輸 至基站內(nèi)的雙模模數(shù)解調(diào)模塊23，完成雙中頻傳輸。雙模模數(shù)解調(diào)模塊23為集成在一起的或兩個獨(dú)立的解調(diào)模塊，中頻模擬信號首 先在各自的中頻放大器19中完成低噪聲放大和AGC自動增益控制，然后由各自的A/D模數(shù) 轉(zhuǎn)換器采樣、解擴(kuò)頻和編碼，解調(diào)出的數(shù)字時鐘機(jī)碼送時間基板。存儲控制處理器17根據(jù) 數(shù)字時鐘信號質(zhì)量并通過軟件控制對雙星授時信號進(jìn)行自動判斷和取舍。如圖3所示。實(shí)施例四在一體化雙模授時天線內(nèi)設(shè)置一個雙頻切換開關(guān)16。由寬帶陶瓷介質(zhì)天線1接收 的衛(wèi)星授時信號經(jīng)前置帶通濾波器2后送至低噪聲放大器3，經(jīng)低噪聲放大器3放大的射頻 信號送入寬帶濾波器4，經(jīng)低噪聲單片放大器5放大后進(jìn)入各自的窄帶濾波器21，兩個射頻 信號分別進(jìn)入各自的混頻器14，與頻率綜合發(fā)生器15產(chǎn)生的本振頻率混頻，產(chǎn)生各自的中 頻信號，經(jīng)中頻濾波器18和雙頻切換開關(guān)16后通過射頻電纜8傳輸至設(shè)置在基站內(nèi)的雙 模模數(shù)解調(diào)模塊23。如圖4所示。 中頻模擬信號首先進(jìn)入雙模模數(shù)解調(diào)模塊23中的中頻濾波器18，中頻放大器19 和AGC自動增益控制完成對中頻信號的放大，然后由各自的A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器采樣和編碼，經(jīng) 解調(diào)的數(shù)字時鐘信號送時間基板。存儲控制處理器17根據(jù)數(shù)字時鐘信號的增益高低和跳 碼率輸出控制指令，該指令通過射頻電纜8上傳給一體化雙模授時有源天線上的雙頻切換 開關(guān)16，選擇其中的一個中頻信號再經(jīng)射頻電纜8傳送給雙模模數(shù)解調(diào)模塊23。雙頻切換 開關(guān)16可以設(shè)置在殼體上，或設(shè)計在混頻器單元內(nèi)的集成電路里；或貼裝在一塊敷銅板上 安裝在N型針式電連接器的法蘭端?！w化雙模授時有源天線在各電路模塊之間分別設(shè)置屏蔽罩9，防雷擊浪涌沖擊 電路6、供電穩(wěn)壓電路7保證供電和防雷擊浪涌擊穿電壓的沖擊；N型針式電連接器或網(wǎng)絡(luò) 數(shù)據(jù)接口 24，或單獨(dú)設(shè)立的雙頻切換開關(guān)16安裝在天線殼體11上，殼蓋10和殼體11密封緊固。如圖5、6所示.
權(quán)利要求
一體化雙模授時有源天線和雙模模數(shù)解調(diào)模塊分別由寬帶陶瓷介質(zhì)接收天線、低噪聲放大器單元；雙模射頻接收機(jī)模塊；混頻器單元、中頻濾波器、阻抗匹配器；雙模模數(shù)解調(diào)模塊、雙頻切換開關(guān)；防雷擊浪涌沖擊電路、供電穩(wěn)壓電路、含微帶電路的雙面印制覆銅板、N型針式電連接器、天線外殼組成，其特征在于寬帶陶瓷介質(zhì)天線、低噪聲放大器單元；雙模射頻接收機(jī)模塊；混頻器單元、中頻濾波器、阻抗匹配器；雙模模數(shù)解調(diào)模塊；防雷擊浪涌沖擊電路、供電穩(wěn)壓電路；雙頻切換開關(guān)；N型針式電連接器通過雙面覆銅印制電路板上的微帶連接線或射頻電纜依次連接，組成一體化雙模授時有源天線電路模塊；雙模授時數(shù)字時鐘信號通過網(wǎng)絡(luò)線纜連接基站內(nèi)的時間基板；雙模高頻信號、雙中頻或單中頻信號通過同軸射頻電纜連接基站內(nèi)的時間基板；針式電連接器的N型射頻輸出端或網(wǎng)絡(luò)數(shù)字接口、或雙頻切換開關(guān)安裝在殼體預(yù)留孔上；雙模授時接收頻段是GPS的L1和北斗二代的B1頻段衛(wèi)星信號的組合；上述雙模射頻接收機(jī)模塊由雙通道窄帶濾波器、混頻器、一個共用頻率綜合發(fā)生器、中頻濾波器；低噪聲中頻放大器和AGC自動增益控制、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器和一個存儲控制處理器組成，其特征在于所述雙模射頻接收機(jī)模塊采用集成電路的方法制作在一個或兩個芯片上，其中，混頻器、一個共用頻率綜合發(fā)生器、中頻濾波器、低噪聲中頻放大器和AGC自動增益控制、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器集成在一個芯片上，存儲控制處理器集成在另一個芯片上；GPS中頻濾波器和北斗二代中頻濾波器采用陶瓷介質(zhì)濾波器或聲表面波濾波器獨(dú)立設(shè)置，或采用集成濾波器制作在芯片之內(nèi)；雙模射頻接收機(jī)模塊安裝和貼裝在一塊覆銅印制電路板上，或安裝在雙模授時有源天線內(nèi)，或組合安裝在基站內(nèi)的時間基板上；上述雙模模數(shù)解調(diào)模塊是對所述雙模射頻接收機(jī)模塊的拆分，主要將雙模射頻接收機(jī)模塊中的混頻器單元等射頻元件設(shè)置在授時有源天線內(nèi)，其特征在于所述雙模模數(shù)解調(diào)模塊為雙模雙通道制作方式，該模塊包括采用陶瓷介質(zhì)濾波器或聲表面波濾波器制作的GPS中頻濾波器和“北斗二代″中頻濾波器，或采用集成濾波器制作在芯片之內(nèi)；還包括雙通道低噪聲中頻放大器、AGC自動增益控制電路、A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器和一個存儲控制處理器，均采用集成電路的方法制作在一個或兩個芯片內(nèi)，并安裝和貼裝在一塊覆銅印制電路板上，然后組合安裝在基站內(nèi)的時間基板上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化授時有源天線接收裝置和雙模模數(shù)解調(diào)模塊，其特征 在于所述低噪聲放大器單元由前置帶通濾波器、低噪聲放大器、寬帶帶通濾波器、單片放 大器、窄帶濾波器組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化授時有源天線接收裝置和雙模模數(shù)解調(diào)模塊，其特征 在于所述陶瓷介質(zhì)天線為雙模寬帶接收天線，可同時接受GPS和“北斗二代”衛(wèi)星授時載 波信號，該陶瓷介質(zhì)天線接收頻率分別為“北斗二代”的1561. 098MHz和GPS的1575. 42MHz 的授時載波信號；或者是其他衛(wèi)星信號的組合等；該陶瓷介質(zhì)天線設(shè)置于覆銅板的一面， 并通過弓I線連接到低噪聲放大器單元輸入端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的一體化授時有源天線接收裝置和雙模模數(shù)解調(diào)模塊，其特 征在于所述寬帶帶通濾波器為雙頻點(diǎn)濾波器，采用陶瓷介質(zhì)濾波器件或聲表面波器件，頻 響帶寬為1550至1580MHz，或擴(kuò)展至1650MHz，其頻響帶寬能夠覆蓋GPS的Ll和北斗二代 的Bl頻段；或采用雙頻LC參差調(diào)諧帶通濾波器，其中^為“北斗二代”的1561. 098MHz, f02 為 GPS 的 1575. 42MHz。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化授時有源天線接收裝置和雙模模數(shù)解調(diào)模塊，其特征 在于所述混頻器單元為雙通道設(shè)計，分別設(shè)置兩個窄帶濾波器和兩個混頻器，一個頻率綜 合發(fā)生器，兩個中頻濾波器和一個雙頻切換開關(guān)、阻抗匹配器；雙頻切換開關(guān)通過來自基站 內(nèi)的雙模模數(shù)解調(diào)模塊的控制指令完成雙模切換。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、5所述的一體化授時有源天線接收裝置和雙模模數(shù)解調(diào)模塊， 其特征在于上述窄帶濾波器采用陶瓷介質(zhì)濾波器件或聲表面波器件，頻響帶寬分別是， 用于GPS的中心頻率為1575. 42MHz，帶寬為2. 046MHz ；北斗二代Bl頻段的中心頻率為 1561. 098MHz，帶寬為 4. 092MHz。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、5所述的一體化授時有源天線接收裝置和雙模模數(shù)解調(diào)模塊，其特 征在于上述中頻濾波器設(shè)置兩個，采用陶瓷介質(zhì)濾波器件或聲表面波器件，或數(shù)字集成濾 波器；其中心頻率取決于本振頻率的設(shè)定，中頻頻率設(shè)置在1至30MHz，GPS的中頻帶寬為 2. 046MHz ；北斗二代的中頻率帶寬為4. 092MHz。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化授時有源天線接收裝置和雙模模數(shù)解調(diào)模塊，其特 征在于上述低噪聲放大器單元和混頻器單元以及窄帶濾波器、阻抗匹配器使用金屬屏蔽 罩屏蔽，其中前置帶通濾波器、低噪聲放大器設(shè)置在一個金屬屏蔽腔內(nèi)，寬帶帶通濾波器、 單片放大器和防雷擊浪涌沖擊電路及供電穩(wěn)壓電路設(shè)置在一個金屬屏蔽腔內(nèi)，混頻器單元 以及窄帶濾波器、阻抗匹配器設(shè)置在另一個金屬屏蔽腔內(nèi)；獨(dú)立的雙頻切換開關(guān)單獨(dú)屏蔽； 雙模射頻接收機(jī)模塊獨(dú)立屏蔽。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化授時有源天線接收裝置和雙模模數(shù)解調(diào)模塊，其特征 在于所述天線外殼由殼蓋和殼體組成，雙模授時有源天線電路模塊、或雙模射頻接收機(jī)模 塊、或混頻器單元組合安裝在天線殼體內(nèi)；所述雙頻切換開關(guān)可以獨(dú)立設(shè)置，或集成在混頻 器單元內(nèi)，或貼裝在一塊敷銅板上安裝在N型針式電連接器的法蘭端；N型針式電連接器， 或網(wǎng)絡(luò)數(shù)字接口、或雙頻切換開關(guān)安裝在殼體上，殼蓋和殼體密封緊固，得到完整的一體化 雙模授時有源接收天線；天線殼體采用ASA塑料或ABS、聚碳酸酯等抗紫外線的工程塑料制 作。
全文摘要
一體化雙模授時有源天線和雙模模數(shù)解調(diào)模塊由雙模陶瓷介質(zhì)接收天線、寬帶低噪聲放大器、雙模射頻接收機(jī)模塊以及雙模模數(shù)解調(diào)模塊、雙頻切換開關(guān)等組成，其特征在于陶瓷介質(zhì)天線為雙模寬帶設(shè)計，射頻接收機(jī)分解為混頻器單元和模數(shù)解調(diào)模塊兩部分，且均為雙模接收解調(diào)模式。授時信號可以選擇高頻寬帶、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、雙中頻或單中頻方式傳輸至基站內(nèi)的時間基板。雙模授時接收頻段可以是GPS和北斗二代衛(wèi)星信號的組合，或者是其他不同導(dǎo)航衛(wèi)星授時信號的組合。該發(fā)明通過優(yōu)化設(shè)計實(shí)現(xiàn)了同時接收和解調(diào)GPS和“北斗二代”時鐘信號的功能，提高了基站授時的可靠性和靈活性。
文檔編號H03F1/26GK101800363SQ20091007375
公開日2010年8月11日 申請日期2009年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月10日
發(fā)明者崔建寶, 張建城, 張雷 申請人:石家莊世紀(jì)森諾通訊有限公司;張建城