專利名稱：Gps信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及信號(hào)處理裝置，更具體地說(shuō)，涉及一種GPS信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置。
背景技術(shù)：
GPS衛(wèi)星發(fā)射兩種頻率的載波信號(hào)，即頻率為1575.42MHz的L1載波和頻率為1227.60HMz的L2載波，它們的頻率分別是基本頻率10.23MHz的154倍和120倍，它們的波長(zhǎng)分別為19.03cm和24.42cm。在L1和L2上又分別調(diào)制著多種信號(hào)，這些信號(hào)主要有C/A代碼C/A代碼又被稱為粗捕獲碼，它被調(diào)制在L1載波上，是1MHz的偽隨機(jī)噪聲碼(PRN碼)，其碼長(zhǎng)為1023位(周期為1ms)。由于每顆衛(wèi)星的C/A代碼都不一樣，因此，我們經(jīng)常用它們的PRN號(hào)來(lái)區(qū)分它們。C/A代碼是普通用戶用以測(cè)定測(cè)站到衛(wèi)星間的距離的一種主要的信號(hào)。
P代碼P代碼又被稱為精碼，它被調(diào)制在L1和L2載波上，是10MHz的偽隨機(jī)噪聲碼，其周期為七天。在實(shí)施AS時(shí)，P代碼與W代碼進(jìn)行模二相加生成保密的Y代碼，此時(shí)，一般用戶無(wú)法利用P代碼來(lái)進(jìn)行導(dǎo)航定位。
GPS衛(wèi)星圍繞地球旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，不停向地面發(fā)送無(wú)線電導(dǎo)航電文(即GPS信號(hào))，為了避免該信號(hào)對(duì)其它無(wú)線電通訊信號(hào)的影響，國(guó)際無(wú)線電管理委員會(huì)對(duì)GPS信號(hào)強(qiáng)度作了嚴(yán)格限制，加上大氣云層等外在環(huán)境的影響，GPS信號(hào)到達(dá)地面的強(qiáng)度一般在-135dbW以下，其信號(hào)載波頻率為1575.42MHz(L1載波，民用)，因此GPS信號(hào)不能像一般電磁波可以進(jìn)入室內(nèi)、地下室等場(chǎng)所，在車內(nèi)或高架下其強(qiáng)度也不能滿足使用要求。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述GPS設(shè)備在GPS信號(hào)盲區(qū)(如室內(nèi)、車內(nèi)等)無(wú)法使用或效果不佳的缺陷，提供一種GPS信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種GPS信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置，包括用于接收GPS信號(hào)的信號(hào)接收模塊、信號(hào)放大模塊以及信號(hào)發(fā)射模塊，所述信號(hào)放大模塊的輸入端和輸出端分別與信號(hào)接收模塊和信號(hào)發(fā)射模塊連接，所述信號(hào)放大模塊包括低噪聲放大子模塊和功率放大子模塊，所述低噪聲放大子模塊的輸入端與信號(hào)接收模塊連接、輸出端與功率放大子模塊的輸入端連接，所述功率放大子模塊的輸出端與信號(hào)發(fā)射模塊連接。
在本實(shí)用新型所述的GPS信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置中，所述信號(hào)接收模塊包括中心頻率約為1575.42MHz、最小頻帶寬度約為2MHz的有源天線。
在本實(shí)用新型所述的GPS信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置中，還包括為該裝置供電的電源電路。
在本實(shí)用新型所述的GPS信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置中，所述低噪聲放大子模塊采用低噪聲放大器TQ9121。
在本實(shí)用新型所述的GPS信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置中，所述低噪聲放大器TQ9121的輸入端經(jīng)由微帶及第一電容連接信號(hào)接收子模塊、輸出端連接功率放大子模塊。
在本實(shí)用新型所述的GPS信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置中，所述功率放大子模塊采用MSA0685。
在本實(shí)用新型所述的GPS信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置中，所述MSA0685的輸入端經(jīng)由第二電容連接到低噪聲放大子模塊的輸出端、輸出端經(jīng)由第三電容連接到所述信號(hào)發(fā)射模塊。
在本實(shí)用新型所述的GPS信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置中，所述信號(hào)發(fā)射模塊包括平板天線。
本實(shí)用新型的GPS信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置，通過(guò)將接收的GPS信號(hào)放大、轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了在GPS信號(hào)盲區(qū)如室內(nèi)、地下室、車內(nèi)等處，正常使用全球定位設(shè)備。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中圖1是本實(shí)用新型GPS信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置的邏輯框圖；圖2是本實(shí)用新型GPS信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置車用安裝示意圖；圖3是本實(shí)用新型GPS信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置的實(shí)施例的電路示意圖；圖4是圖3中的低噪聲放大子模塊的電路示意圖；圖5是圖3中的功率放大子模塊的電路示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，是本實(shí)用新型GPS信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置的邏輯框圖。信號(hào)接收模塊11用于接收GPS信號(hào)，在本實(shí)施例中，信號(hào)接收模塊11只接收GPS信號(hào)中的L1C/A碼；信號(hào)放大器12用于將信號(hào)接收模塊11接收的信號(hào)放大后通過(guò)信號(hào)發(fā)射模塊13發(fā)射出去。其中，信號(hào)接收模塊11與信號(hào)放大模塊12的輸入端連接，信號(hào)發(fā)射模塊13與信號(hào)放大模塊12的輸出端連接。信號(hào)接收模塊11通常安裝于室外、車外(圖2為安裝示意圖)等容易接收到GPS信號(hào)的位置；而信號(hào)發(fā)射模塊13則安裝于室內(nèi)、車內(nèi)等使用全球定位設(shè)備的空間；信號(hào)放大模塊12既可位于信號(hào)發(fā)射模塊端，也可位于信號(hào)接收模塊端，并通過(guò)通信線與另一端連接。
信號(hào)接收模塊11接收射頻并將射頻轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，然后將電信號(hào)傳輸?shù)叫盘?hào)放大模塊12處理。信號(hào)放大模塊12包括低噪聲放大子模塊18和功率放大子模塊19，其中低噪聲放大子模塊18的輸入端與信號(hào)接收模塊11連接，其輸出端與功率放大子模塊19的輸入端連接。
圖3示出了本實(shí)用新型的GPS信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置的一個(gè)實(shí)施例的電路示意圖。在本實(shí)施例中，電源部分25采用7805三端穩(wěn)壓IC，電路簡(jiǎn)單，成本低，可用7-15V直流輸入。
在本實(shí)施例中，信號(hào)接收模塊11的電路22采用Micro Sky-master的5V有源天線，其中心頻率為1575.42MHz，最小頻帶寬度為2MHz，它的特點(diǎn)是簡(jiǎn)單、堅(jiān)固、體積小。信號(hào)接收模塊11也可選用其他中心頻率約為1575MHz的接收天線，以接收GPS信號(hào)中的L1 C/A碼。當(dāng)然，信號(hào)接收模塊11還可選用其他類型天線，以接收所有的GPS信號(hào)。
低噪聲放大子模塊18將很大程度影響到整個(gè)裝置的性能，在本實(shí)施例中，低噪聲放大子模塊18采用TriQuint公司的TQ9121低噪聲放大器。TQ9121的噪聲系數(shù)為1.5dB，標(biāo)稱增益14dB，一片芯片即可滿足要求。在本實(shí)施例中，功率放大子模塊19選用采用HP公司的MSA0685，它的特點(diǎn)是增益高(13.8db@1.575GHz)，噪聲系數(shù)小，電源電壓低外圍電路簡(jiǎn)單。
在本實(shí)施中，信號(hào)發(fā)射模塊13采用定向平板天線，雙極化方式，中心頻率1575.42MHz，尺寸22mm×22mm，體積小，安裝方便。
如圖4所示，是圖3中的低噪聲放大電路的連接示意圖。在本實(shí)施例中，TQ9121的四個(gè)引腳接地，兩個(gè)引腳接高電平Vdd2，一個(gè)引腳經(jīng)由微帶T1、T2及第一電容(見(jiàn)圖3)連接到信號(hào)接收模塊11的有源天線，一個(gè)引腳連接到功率放大子模塊19的輸入端。由于微帶輸入匹配的復(fù)雜性，以及1.575GHz頻率下微波電感的適用性，在本實(shí)施例中，使用微波電感實(shí)現(xiàn)輸入匹配。輸入匹配的電感網(wǎng)絡(luò)和電感參數(shù)用ADS優(yōu)化得到。例如，微帶T1、T2的參數(shù)可以為T1 W＝2.08512mm，L＝12.7706mm；T2 W＝1.04589mm，L＝5.85184mm。在1.575GHz的頻率下，T1的阻抗為57.2歐姆，電長(zhǎng)度為36.0度；T2的阻抗為82.7歐姆，電長(zhǎng)度為16.2度。
如圖5所示，為圖3中的功率放大子模塊19部分的電路示意圖。MSA0685的兩電源端接地，其輸入端經(jīng)由第二電容與低噪聲放大子模塊18的輸出端連接，其輸出端經(jīng)由第三電容連接到信號(hào)發(fā)射模塊13的平板天線，其輸出端還經(jīng)由電感和電阻連接到電源。
當(dāng)然，本實(shí)用新型中的低噪聲放大子模塊18及功率放大子模塊19并不限于圖3-4中的電路，還可以采用具有類似功能的其他電路。只要可以實(shí)現(xiàn)GPS信號(hào)的放大即可。
權(quán)利要求1.一種GPS信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置，其特征在于，包括用于接收GPS信號(hào)的信號(hào)接收模塊、信號(hào)放大模塊以及信號(hào)發(fā)射模塊，所述信號(hào)放大模塊的輸入端和輸出端分別與信號(hào)接收模塊和信號(hào)發(fā)射模塊連接，所述信號(hào)放大模塊包括低噪聲放大子模塊和功率放大子模塊，所述低噪聲放大子模塊的輸入端與信號(hào)接收模塊連接、輸出端與功率放大子模塊的輸入端連接，所述功率放大子模塊的輸出端與信號(hào)發(fā)射模塊連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPS信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置，其特征在于，所述信號(hào)接收模塊包括中心頻率約為1575.42MHz、最小頻帶寬度約為2MHz的有源天線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPS信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置，其特征在于，還包括為該裝置供電的電源電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPS信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置，其特征在于，所述低噪聲放大子模塊采用低噪聲放大器TQ9121。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的GPS信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置，其特征在于，所述低噪聲放大器TQ9121的輸入端經(jīng)由微帶及第一電容連接信號(hào)接收子模塊、輸出端連接功率放大子模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPS信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置，其特征在于，所述功率放大子模塊采用MSA0685。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的GPS信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置，其特征在于，所述MSA0685的輸入端經(jīng)由第二電容連接到低噪聲放大子模塊的輸出端、輸出端經(jīng)由第三電容連接到所述信號(hào)發(fā)射模塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的GPS信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置，其特征在于，所述信號(hào)發(fā)射模塊包括平板天線。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種GPS信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置，包括用于接收GPS信號(hào)的信號(hào)接收模塊、信號(hào)放大模塊以及信號(hào)發(fā)射模塊，所述信號(hào)放大模塊的輸入端和輸出端分別與信號(hào)接收模塊和信號(hào)發(fā)射模塊連接，所述信號(hào)放大模塊包括低噪聲放大子模塊和功率放大子模塊，所述低噪聲放大子模塊的輸入端與信號(hào)接收模塊連接、輸出端與功率放大子模塊的輸入端連接，所述功率放大子模塊的輸出端與信號(hào)發(fā)射模塊連接。本實(shí)用新型的GPS信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)裝置，通過(guò)將接收的GPS信號(hào)放大、轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了在GPS信號(hào)盲區(qū)如室內(nèi)、地下室、車內(nèi)等處，正常使用全球定位設(shè)備。
文檔編號(hào)G01S19/35GK2824061SQ20052006347
公開日2006年10月4日 申請(qǐng)日期2005年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月17日
發(fā)明者李榮森, 高鵬程 申請(qǐng)人:深圳市融進(jìn)科技有限公司, 香港科峰有限公司