[发明专利]一种双系统双频导航接收机射频前端装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信和导航领域，具体涉及一种双系统双频导航接收机射频前端装置。

背景技术

全球定位系统(Global Position System，简称为GPS)射频信号接收机已在民航、公路、航海等交通导航领域广泛应用。北斗二代导航系统是我国自主研发和建立的卫星导航系统，对我国经济建设具有重要意义。我国卫星导航系统发展的总体目标是要建成一个独立自主的、具有国际先进水平的全球卫星导航定位系统，并带动相关产业快速发展，推进“北斗二号”产品在国民经济中的应用，促进我国卫星应用产业的发展。

目前尚未出现能同时高精度接收GPS的第一路信号L1、GPS的第二路信号L2波段信号和北斗二代卫星定位系统的第一路信号B1、北斗二代卫星定位系统的第二路信号B2波段信号的射频接收装置。

发明内容

本发明公开了一种双系统双频导航接收机射频前端装置。运用低功耗的设计方法，采用了多层隔离环和深N阱等技术，降低了功耗和噪声，采用现代CMOS集成电路工艺，实现了可同时高精度接收GPS的第一路信号L1、第二路信号L2波段信号和北斗二代卫星定位系统的第一路信号B1、第二路信号B2波段信号，并且具有功耗小、噪声低、体积小等特点，可广泛应用于交通、导航、运输等领域。

本发明是这样实现的：通过采用两次下变频结构，将低噪声放大器、第一级混频器、第二级混频器、频率合成器、第一级中频放大器、第二级中频放大器、可变增益放大器、信号功率检测器、可编程增益放大器、五位模数变换器、SPI协议接口和两位模数变换器集成在同一个射频前端芯片上，与第一级滤波器和第二级滤波器一起组成导航接收机射频前端装置。所述GPS和北斗二代卫星定位系统的四路波段信号的射频信号首先进入两个低噪声放大器，每个低噪声放大器输出信号分别进入一个第一级混频器的射频输入端口，与频率合成器输出的第一级本地振荡信号在第一级混频器中进行混频，实现第一次下变频，得到四路第一中频信号，第一级混频器的输出的每路第一中频信号经过第一级滤波器，第一级滤波器的输出信号进入第一级中频放大器，第一级中频放大器的输出进入第二级混频器的射频输入端口，与频率合成器输出的第二级本地振荡信号在第二级混频器中进行混频，实现第二次下变频，得到第二中频信号，第二级混频器的输出的第二中频信号进入第二级滤波器，第二级滤波器的输出进入第二级中频放大器，第二级中频放大器的输出分别进入可变增益放大器、信号功率检测器和可编程增益放大器，可变增益放大器和可编程增益放大器的输出进入两位模数转换器进行模数转换后输出数字信号，信号功率检测器的输出一方面进入五位模数转换器，另一方面进入可变增益放大器的控制端，五位模数转换器的输出进入SPI协议接口，SPI协议接口的输出进入可编程增益放大器的控制端。频率合成器输出第一级本地振荡信号和第二级本地振荡信号分别进入第一级混频器和第二级混频器的本地振荡器接口。

射频前端包含四个信号通路：其中GPS的第一路信号L1通路的接收频点为1575.42MHz的GPS的第一路信号L1波段信号；其中GPS的第二路信号L2通路的接收频点为1227.6MHz的GPS的第二路信号L2波段信号；其中北斗二代卫星定位系统的第一路信号B1通路的接收频点为1561.098MHz的北斗二代卫星定位系统的第一路信号B1波段信号；其中北斗二代卫星定位系统的第二路信号B2通路的接收频点为1207.14MHz的北斗二代卫星定位系统的第一路信号B2波段信号。

本发明的导航接收机射频前端装置接收信号的原理为：采用两次下变频结构，可实现对镜象频率的尽可能的抑制，射频信号首先经过低噪声放大器对信号进行低噪放大，同时信噪比的恶化极小；经过低噪放大后的信号送入第一级混频器，第一级混频器用频率合成器提供的本地振荡信号对低噪放大后的信号进行第一次下变频，将该信号变频到第一中频信号的频率，得到第一中频信号；所述的第一中频信号经过第一级滤波器和第一级中频放大器后进入第二级混频器进行最终的下变频，得到第二中频信号，而这时的本地振荡信号为频率合成器输出的本地振荡信号的分频信号；所述的第二中频信号经过第二级滤波器和第二级中频放大器后进入自动增益控制系统，对信号进行稳定输出功率的控制放大或者衰减，其增益系数由输入信号的强弱决定，并在60dB范围内动态变化；自动增益控制系统有数字自动增益控制系统和模拟自动增益控制系统，具体采用哪种控制方式，由基带芯片通过SPI协议接口实现选择。