一種多頻接收機(jī)射頻前端裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種多頻接收機(jī)射頻前端裝置，包括依次連接的低噪聲放大器、四功分器、信號(hào)處理單元，信號(hào)處理單元有四個(gè)，分別為單元1、單元2、單元3、單元4；四個(gè)信號(hào)處理單元的電路結(jié)構(gòu)相同，每個(gè)信號(hào)處理單元均包括本振單元、MCU以及依次連接的RF濾波器、兩級(jí)RF放大器、下混頻器、IF濾波器，IF放大器、VGA，本振單元與下混頻器連接，MCU與VGA連接。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了GPS或者北斗射頻信號(hào)的輸入，輸出GPSL1和L2的中頻信號(hào)或者北斗B1和B3的中頻信號(hào)，并且具有輸出功率32級(jí)可調(diào)，低噪聲系數(shù)，抗干擾能力強(qiáng)，體積小功耗低的特點(diǎn)。
【專利說明】一種多頻接收機(jī)射頻前端裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于無線通信和衛(wèi)星導(dǎo)航【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種多頻接收機(jī)射頻前端裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)發(fā)展，對(duì)接收機(jī)的性能也提出了進(jìn)一步的要求，從傳統(tǒng)的單頻接收，到雙頻接收機(jī)，再到多模態(tài)接收機(jī)，使接收機(jī)能同時(shí)接收到不同的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)。多頻接收機(jī)射頻前端的研究不僅可以提高國內(nèi)接收機(jī)的水平，使我國不依賴國外技術(shù)開發(fā)高精度接收機(jī)，同時(shí)還可以打破歐美在大地測(cè)繪、遙感測(cè)速、導(dǎo)航定位等方面的技術(shù)壟斷。同時(shí)多頻接收機(jī)射頻前端的設(shè)計(jì)也能對(duì)我國自己的北斗導(dǎo)航定位技術(shù)提供服務(wù)，為今后高性能導(dǎo)航接收機(jī)的開發(fā)打下良好的基礎(chǔ)。目前缺少可以同時(shí)兼容處理GPS LUGPSL2信號(hào)和北斗B1、B3信號(hào)并且輸出功率多級(jí)可調(diào)的射頻前端。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]針對(duì)【背景技術(shù)】存在的問題，本實(shí)用新型提供一種多頻接收機(jī)射頻前端裝置。本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)GPS或者北斗射頻信號(hào)的輸入，輸出GPS LI和L2的中頻信號(hào)或者北斗BI和B3的中頻信號(hào)，并且具有輸出功率32級(jí)可調(diào)，低噪聲系數(shù)，抗干擾能力強(qiáng)，體積小功耗低的特點(diǎn)。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種多頻接收機(jī)射頻前端裝置，包括依次連接的低噪聲放大器、四功分器、信號(hào)處理單元，信號(hào)處理單元有四個(gè)，天線信號(hào)經(jīng)過低噪聲放大器后，由四功分器功分為四份，送入后續(xù)四個(gè)信號(hào)處理單元，分別為單元1、單元2、單元3、單元4;四個(gè)單元的結(jié)構(gòu)相同，每個(gè)信號(hào)處理單元均包括本振單元、MClKMicro Control Unit,微控制單元)以及依次連接的RF(Radio Frequency,射頻)濾波器、兩級(jí)RF放大器、下混頻器、IF(Intermediate Frequency,中頻)濾波器、IF放大器、VGA (Variable Gain Amplifier,可變?cè)鲆娣糯笃?放大器,本振單元與下混頻器連接，MCU與VGA連接。
[0006]所述本振單元包括兩個(gè)本振發(fā)生器，分別為本振發(fā)生器a和本振發(fā)生器b，兩個(gè)本振發(fā)生器共用61.38MHz晶振；本振發(fā)生器a產(chǎn)生兩路本振信號(hào)L0_L1和L0_L2，L0_L1為1529.385MHz, L0_L2為1181.565MHz ;本振發(fā)生器b產(chǎn)生兩路本振信號(hào)L0_B1和L0_B3，L0_BI 為 1515.063MHz, L0_B3 為 1314.555MHz ；L0_L1 和 L0_L2 分別與單元 I 和單元 2 中的下混頻器連接，L0_B1和L0_B3分別與單元3和單元4中的下混頻器連接。
[0007]所述RF濾波器有四個(gè):分別為中心頻率為1575.42MHz、通帶帶寬為15.3MHz
[0008]的RF濾波器SF1186B-2 ;中心頻率為1228MHz、通帶帶寬為20MHz的RF濾波器TA0490A ;中心頻率為1561MHz、通帶帶寬為21.5MHz的RF濾波器TA0967A ;中心頻率為1268.52MHz、通帶帶寬為38.3MHz的RF濾波器SF2186E ;單元1、單元2、單元3和單元4分別采用 SF1186B-2、TA0490A、TA0967A 和 SF2186E。[0009]所述IF濾波器的中心頻率為46MHz，帶寬為13MHz。
[0010]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果:
[0011]1、本實(shí)用新型能處理天線輸入的GPS信號(hào)或北斗信號(hào)，同時(shí)輸出GPS LI頻點(diǎn)和GPS L2頻點(diǎn)的中頻信號(hào)或者北斗BI頻點(diǎn)和北斗B3頻點(diǎn)的中頻信號(hào)。
[0012]2、本實(shí)用新型最終輸出的中頻信號(hào)功率大小32級(jí)可調(diào)，可以很好地滿足不同條件下的應(yīng)用需求。
[0013]3、本實(shí)用新型具有體積小、功耗低、集成度高、接收信噪比高，抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
[0015]圖2是本實(shí)用新型原理框圖的簡(jiǎn)化圖。
[0016]圖3是本實(shí)用新型的本振單元結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]圖4是MCU結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0019]如圖1所示，天線信號(hào)經(jīng)過低噪聲放大器后，由四功分器功分為四份，送入后續(xù)四路信號(hào)處理單元分別，為單元1、單元2、單元3、單元4。四個(gè)單元的結(jié)構(gòu)相同,包括本振單元、MCU以及依次連接的RF濾波器、兩級(jí)RF放大器、下混頻器、IF濾波器、IF放大器、VGA,本振單元與下混頻器連接，MCU與VGA連接；本振單元包括兩個(gè)本振發(fā)生器，分別為本振發(fā)生器a和本振發(fā)生器b，兩個(gè)本振發(fā)生器共用61.38MHz晶振，本振發(fā)生器a產(chǎn)生兩路本振信號(hào) L0_L1 和 L0_L2，L0_L1 為 1529.385MHz, L0_L2 為 1181.565MHz ;本振發(fā)生器 b 產(chǎn)生兩路本振信號(hào) L0_B1 和 L0_B3，L0_B1 為 1515.063MHz, L0_B3 為 1314.555MHz。L0_L1 和 L0_L2分別與單元I和單元2中的下混頻器連接，L0_B1和L0_B3分別與單元3和單元4中的混頻器連接。RF濾波器有四個(gè):中心頻率為1575.42MHz、通帶帶寬為15.3MHz的RF濾波器SF1186B-2 ;中心頻率為1228MHz、通帶帶寬為20MHz的RF濾波器TA0490A ;中心頻率為1561MHz、通帶帶寬為21.5MHz的RF濾波器TA0967A ;中心頻率為1268.52MHz、通帶帶寬為38.3MHz的RF濾波器SF2186E。單元1、單元2、單元3和單元4分別采用SF1186B-2、TA0490A、TA0967A和SF2186E。IF濾波器的中心頻率為46MHz，帶寬為13MHz。
[0020]本實(shí)用新型使用工作頻率lGHz-2GHz低噪聲放大器WHM14-3020AE來放大天線輸入的微弱衛(wèi)星信號(hào)。經(jīng)過低噪聲放大器放大后的信號(hào)再通過四功分器SCA-4-20+將輸入信號(hào)等分為四路信號(hào)，然后輸入后續(xù)四個(gè)單元。后續(xù)四個(gè)單元中，使用中心頻率1575.42MHz、通帶帶寬為15.3MHz的RF濾波器SF1186B-2來選擇GPS LI頻點(diǎn)(頻率為1575.42MHz);使用中心頻率為1228MHz、通帶帶寬為20MHz的RF濾波器TA0490A來選擇GPS L2頻點(diǎn)(頻率為1227.6MHz);使用中心頻率為1561MHz、通帶帶寬為21.5MHz的RF濾波器TA0967A來選擇北斗BI頻點(diǎn)(頻率為1561.098MHz);使用中心頻率為1268.52MHz、通帶帶寬為38.3MHz的RF濾波器SF2186E來選擇北斗B3頻點(diǎn)(頻率為1268.52MHz);單元I的信號(hào)通過一級(jí)RF濾波器SF1186B-2和兩級(jí)固定增益RF放大器MRFIC0916，只有GPS LI頻點(diǎn)的信號(hào)通過并得到適當(dāng)放大；單元2的信號(hào)通過一級(jí)RF濾波器TA0490A和兩級(jí)固定增益RF放大器MRFIC0916，只有GPS L2頻點(diǎn)的信號(hào)通過并得到適當(dāng)放大。單元3的信號(hào)通過一級(jí)RF濾波器TA0967A和兩級(jí)固定增益RF放大器MRFIC0916，只有北斗BI頻點(diǎn)的信號(hào)通過并得到適當(dāng)放大。單元4的信號(hào)通過一級(jí)RF濾波器TA0967A和兩級(jí)固定增益RF放大器MRFIC0916，只有北斗B3頻點(diǎn)的信號(hào)通過并得到適當(dāng)放大。
[0021]GPS LI頻點(diǎn)的信號(hào)經(jīng)過第二級(jí)RF放大輸出后進(jìn)入下混頻器MAX2682，下混頻器輸入本振為本振L0_L1:1529.385MHz,混頻后中頻輸出為46.035MHz。GPS L2頻點(diǎn)的信號(hào)經(jīng)過第二級(jí)RF放大輸出后進(jìn)入下混頻器MAX2682，下混頻器輸入本振為本振L0_L2:1181.565MHz，混頻后中頻輸出為46.035MHz。北斗BI頻點(diǎn)的信號(hào)經(jīng)過第二級(jí)RF放大輸出后進(jìn)入下混頻器MAX2682，下混頻器輸入本振為本振L0_B1:1515.063MHz，混頻后中頻輸出為46.035MHzο北斗B3頻點(diǎn)的信號(hào)經(jīng)過第二級(jí)RF放大輸出后進(jìn)入下混頻器MAX2682，下混頻器輸入本振為本振L0_B3:1314.555MHz，混頻后中頻輸出為46.035MHz。混頻輸出的中頻信號(hào)通過中心頻率為46MHz帶寬為13MHz的IF濾波器CF46-13濾除中頻帶外干擾，然后信號(hào)進(jìn)入一級(jí)固定增益IF放大器MSA-0611，最后IF放大輸出的信號(hào)進(jìn)入AD8367構(gòu)成的VGA單元，VGA單元的增益大小由外接控制電平控制，電平越大增益越大。該處控制電平由MCU配合DA轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生，本實(shí)用新型使用四通道的DA轉(zhuǎn)換器DAC7554配合C8051F021型號(hào)的MCU可以同時(shí)產(chǎn)生4路可控的直流電平信號(hào)，輸出電壓控制在50mv到950mv之間，VGA在控制控制電壓對(duì)應(yīng)為50mv和950mv時(shí)有最小和最大增益。各路信號(hào)VGA增益的大小由7個(gè)五位撥碼開關(guān)控制，每個(gè)5位撥碼開關(guān)可以產(chǎn)生32級(jí)調(diào)控，MCU通過接收各路撥碼開關(guān)的反饋信息來產(chǎn)生不同大小級(jí)別的控制電平信號(hào)從而實(shí)現(xiàn)最終輸出中頻信號(hào)的增益32級(jí)可調(diào)。
[0022]本實(shí)用新型共四路通道，四路通道的原理和結(jié)構(gòu)相似，下面結(jié)合附圖2簡(jiǎn)要說明設(shè)計(jì)思路:天線信號(hào)經(jīng)過低噪聲放大器①和四功分器CD之后分別進(jìn)入后續(xù)四個(gè)信號(hào)處理單元。
[0023]后續(xù)四個(gè)信號(hào)單元的處理電路的原理和結(jié)構(gòu)是一致的:信號(hào)先通過第一級(jí)RF帶通濾波器? ,濾除帶外噪聲和干擾，然后經(jīng)過兩級(jí)串聯(lián)的RF放大器?和⑤將信號(hào)適當(dāng)放大，此處RF帶通濾波器的中心頻點(diǎn)及帶寬決定該路通過GPS LI頻點(diǎn)的信號(hào)、GPS L2頻點(diǎn)的信號(hào)、北斗BI頻點(diǎn)的信號(hào)、北斗B3頻點(diǎn)的信號(hào)中的一種。RF放大器⑤的輸出送入到下
混頻器?進(jìn)行下變頻產(chǎn)生頻率較低的中頻信號(hào)，下混頻器的本振信號(hào)由本振發(fā)生器單元
提供，通過的不同頻點(diǎn)的信號(hào)對(duì)應(yīng)不同的本振信號(hào)。(D輸出的中頻信號(hào)進(jìn)入IF濾波器? ,
濾除帶外無用的干擾信號(hào)。然后?的輸出信號(hào)輸入到IF放大電路?進(jìn)行放大，最后信號(hào)
送入VGA?進(jìn)行可變?cè)鲆娣糯?，增益控制電平由MCU配合DA發(fā)生器提供。
[0024]附圖3為本振單元電路，本振發(fā)生器a和本振發(fā)生器b共用61.38MHz的晶振單元。本振信號(hào)a產(chǎn)生兩路本振信號(hào)，分別對(duì)應(yīng)GPS LI頻點(diǎn)和GPS L2頻點(diǎn)；本振信號(hào)b產(chǎn)生兩路本振信號(hào)，分別對(duì)應(yīng)北斗BI頻點(diǎn)和北斗B3頻點(diǎn)。[0025]附圖4為MCU框圖。C8051R)21配合四通道DA芯片DAC7554產(chǎn)生四路直流電平信號(hào)，四路直流電平信號(hào)分別控制四通道的VGA來實(shí)現(xiàn)增益可控。外部控制接口的反饋信息決定每一路控制電平的電壓大小，本設(shè)計(jì)中電壓大小32級(jí)可調(diào)，因而可以實(shí)現(xiàn)中頻信號(hào)輸出功率32級(jí)可調(diào)。
【權(quán)利要求】
1.一種多頻接收機(jī)射頻前端裝置，其特征在于:包括依次連接的低噪聲放大器、四功分器、信號(hào)處理單元，信號(hào)處理單元有四個(gè)，分別為單元1、單元2、單元3、單元4;四個(gè)信號(hào)處理單元的電路結(jié)構(gòu)相同，每個(gè)信號(hào)處理單元均包括本振單元、MCU以及依次連接的RF濾波器、兩級(jí)RF放大器、下混頻器、IF濾波器，IF放大器、VGA，本振單元與下混頻器連接，MCU與VGA連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多頻接收機(jī)射頻前端裝置，其特征在于:所述本振單元包括兩個(gè)本振發(fā)生器，分別為本振發(fā)生器a和本振發(fā)生器b，兩個(gè)本振發(fā)生器共用61.38MHz晶振；本振發(fā)生器a產(chǎn)生兩路本振信號(hào)L0_L1和L0_L2，L0_L1為1529.385MHz，L0_L2為1181.565MHz ;本振發(fā)生器b產(chǎn)生兩路本振信號(hào)L0_B1和L0_B3，L0_B1為1515.063MHz，L0_B3為1314.555MHz ；L0_L1和L0_L2分別與單元I和單元2中的下混頻器連接，L0_B1和L0_B3分別與單元3和單元4中的下混頻器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多頻接收機(jī)射頻前端裝置，其特征在于:所述單元1，單元2，單元3，單元4分別采用中心頻率為1575.42MHz、通帶帶寬為15.3MHz的RF濾波器SF1186B-2，中心頻率為1228MHz、通帶帶寬為20MHz的RF濾波器TA0490A，中心頻率為1561MHz、通帶帶寬為21.5MHz的RF濾波器TA0967A，中心頻率為1268.52MHz、通帶帶寬為38.3MHz 的 RF 濾波器 SF2186E。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種多頻接收機(jī)射頻前端裝置，其特征在于:所述IF濾波器的中心頻率為46MHz，帶寬為13MHz。
【文檔編號(hào)】H04B1/16GK203554427SQ201320746407
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2013年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月21日
【發(fā)明者】鄭建生, 吳越, 劉鄭, 孫健興 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)