一種基于三級(jí)混頻結(jié)構(gòu)的gps衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及星基導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于三級(jí)混頻結(jié)構(gòu)的GPS衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]衛(wèi)星導(dǎo)航是以導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)為基礎(chǔ)，地面或近地面用戶通過衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)接收衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)，通過一系列處理，最終完成導(dǎo)航定位、測(cè)速、授時(shí)等功能的系統(tǒng)。目前，全球正在運(yùn)行或初步運(yùn)行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)有美國(guó)的GPS(Global Posit1ning System)系統(tǒng)，中國(guó)北斗系統(tǒng)預(yù)計(jì)在2020年建成，中國(guó)稱為繼美國(guó)和俄羅斯之后世界第三個(gè)國(guó)家擁有一個(gè)完善、整體的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國(guó)家。未來(lái)還有歐洲的GAULEO系統(tǒng)。多系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行的情況下，針對(duì)單一系統(tǒng)的衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)已經(jīng)不能滿足實(shí)際需要，研制多系統(tǒng)兼容的接收機(jī)已成為當(dāng)前衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。隨著衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的進(jìn)步以及衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展建設(shè)，衛(wèi)星導(dǎo)航的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，從軍用到民用，從專業(yè)測(cè)量到日常生活都有它的存在，衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的廣泛應(yīng)用對(duì)接收機(jī)的各個(gè)方面的性能提出了新的要求根據(jù)應(yīng)用的環(huán)境不同要求也不一樣，總的來(lái)說有以下幾點(diǎn):1)從硬件設(shè)計(jì)和接收機(jī)成本的角度來(lái)說要求接收機(jī)尺寸小型化、低功耗、低成本；2)從定位速度方面來(lái)說要求快速定位，尤其是快速首次定位，同時(shí)要求實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)更新；3)從定位精度上來(lái)說要求高精度的位置、速度、時(shí)間估算并且要求高穩(wěn)定性；4)從動(dòng)態(tài)上來(lái)說要求能承受特定應(yīng)用場(chǎng)景下的較高動(dòng)態(tài)變化。以上的要求為衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的技術(shù)發(fā)展指明了道路，正在促進(jìn)著接收機(jī)技術(shù)不斷向前發(fā)展，在衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)的技術(shù)中，基帶信號(hào)處理技術(shù)是關(guān)鍵的一環(huán)，它的技術(shù)水平幾乎決定了整個(gè)接收機(jī)性能的高低，國(guó)內(nèi)外對(duì)接收機(jī)基帶信號(hào)處理技術(shù)的研宄從沒有中斷，從總體上來(lái)說，國(guó)內(nèi)的水平普遍低于國(guó)外的水平。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種基于三級(jí)混頻結(jié)構(gòu)的GPS衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)，通過為進(jìn)一步減少外圍元件，去掉了高成本的聲表面濾波器S(AW),以降低整機(jī)的成本。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于三級(jí)混頻結(jié)構(gòu)的GPS衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)，該接收機(jī)包括天線、射頻處理模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、基帶信號(hào)處理模塊和信息處理模塊，所述射頻處理模塊采集天線的信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過射頻處理模塊變頻放大后發(fā)送到A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字中頻信號(hào)，基帶信號(hào)處理模塊對(duì)數(shù)字中頻信號(hào)進(jìn)行處理分析，對(duì)信號(hào)處理單元輸出導(dǎo)航原始觀測(cè)量，信號(hào)處理模塊負(fù)責(zé)PVT解算，解算出接收機(jī)所處的地理位置、速度和衛(wèi)星時(shí)間。所述的射頻處理模塊包括低噪音放大器、混頻器、鎖相式頻率合成器和自動(dòng)增益放大器。所述混頻器包括第一混頻器、第而混頻器、第三混頻器，天線采集的信號(hào)經(jīng)低噪音放大器放大后與鎖相式頻率合成器產(chǎn)生的第一本振通過第一混頻器混頻，由濾波器選出其差額信號(hào)作為第一中頻信號(hào)，經(jīng)放大器放大后與鎖相式頻率合成器產(chǎn)生的第二本振通過第二混頻器混頻，由濾波器選出其差額信號(hào)作為第二中頻信號(hào)，經(jīng)過自動(dòng)增益放大器放大后與鎖相式頻率合成器產(chǎn)生的第三本振通過第三混頻器混頻，由低通濾波器選出第三中頻信號(hào)，經(jīng)過自動(dòng)增益放大器放大后輸出值A(chǔ)/D轉(zhuǎn)換模塊。所述鎖相式頻率合成器包括參考振蕩器、參考分頻器、鑒頻鑒相器、電荷泵、雙模分頻器、可變分頻器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器。所述參考振蕩器輸出的信號(hào)發(fā)送至參考分頻器，參考分頻器得出的信號(hào)發(fā)送至鑒頻鑒相器后，依次通過電荷泵、環(huán)路濾波器和壓控振蕩器輸出，壓控振蕩器經(jīng)過可變分頻器反饋給鑒頻鑒相器。其特征在于，所述鑒頻鑒相器、電荷泵、雙模分頻器、可變分頻器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器組成互鎖環(huán)路。所述互鎖環(huán)路根據(jù)輸入信號(hào)頻率和壓控振蕩器輸出信號(hào)之間的相位差，產(chǎn)出誤差控制電壓，調(diào)節(jié)壓控振蕩器的頻率與輸入信號(hào)同頻。當(dāng)壓控振蕩器的頻率與輸入信號(hào)同頻時(shí)，互鎖環(huán)路進(jìn)入鎖定狀態(tài)。該接收機(jī)還包括和射頻處理模塊交互濾波電路。該接收機(jī)還包括與信息處理模塊連接的外接接口。
[0005]本發(fā)明有如下積極效果:該電路工作頻率寬、工作電壓低、兼容性強(qiáng)、集成度高、夕卜形體積小。為進(jìn)一步減少外圍元件，去掉了高成本的聲表面濾波器S(AW),以降低整機(jī)的成本。衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)RF電路的發(fā)展方向是采用鏡像抑制混頻器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的混頻器結(jié)構(gòu)和采用直接變頻的電路架構(gòu)。
【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
【具體實(shí)施方式】
[0007]下面對(duì)照附圖，通過對(duì)實(shí)施例的描述，本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，以幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。
[0008]如圖1所示，一種基于三級(jí)混頻結(jié)構(gòu)的GPS衛(wèi)星導(dǎo)航接收機(jī)，該接收機(jī)包括天線、射頻處理模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊、基帶信號(hào)處理模塊和信息處理模塊，所述射頻處理模塊采集天線的信號(hào)，信號(hào)經(jīng)過射頻處理模塊變頻放大后發(fā)送到A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字中頻信號(hào)，基帶信號(hào)處理模塊對(duì)數(shù)字中頻信號(hào)進(jìn)行處理分析，對(duì)信號(hào)處理單元輸出導(dǎo)航原始觀測(cè)量，信號(hào)處理模塊負(fù)責(zé)PVT解算，解算出接收機(jī)所處的地理位置、速度和衛(wèi)星時(shí)間。所述的射頻處理模塊包括低噪音放大器、混頻器、鎖相式頻率合成器和自動(dòng)增益放大器。所述混頻器包括第一混頻器、第二混頻器、第三混頻器，天線采集的信號(hào)經(jīng)低噪音放大器放大后與鎖相式頻率合成器產(chǎn)生的第一本振通過第一混頻器混頻，由濾波器選出其差額信號(hào)作為第一中頻信號(hào)，經(jīng)放大器放大后與鎖相式頻率合成器產(chǎn)生的第二本振通過第二混頻器混頻，由濾波器選出其差額信號(hào)作為第二中頻信號(hào)，經(jīng)過自動(dòng)增益放大器放大后與鎖相式頻率合成器產(chǎn)生的第三本振通過第三混頻器混頻，由低通濾波器選出第三中頻信號(hào)，經(jīng)過自動(dòng)增益放大器放大后輸出值A(chǔ)/D轉(zhuǎn)換模塊。所述鎖相式頻率合成器包括參考振蕩器、參考分頻器、鑒頻鑒相器、電荷泵、雙模分頻器、可變分頻器、環(huán)路濾波器、壓控振蕩器。所述參考振蕩器輸出的信號(hào)發(fā)送至參考分頻器，參考分頻器得出的信號(hào)發(fā)送至鑒頻鑒相器后，依次通過電荷泵、環(huán)路濾波器和壓控振蕩器輸出，壓控振蕩器經(jīng)過可變分頻器反饋給鑒頻鑒相器。其特征在于，所述鑒頻鑒相器、電荷泵、雙模