[发明专利]一种接收机射频前端装置及其接收信号方法

权利要求书

1.一种接收机射频前端装置，其特征在于，具备两条并行且相互独立的信号通道，其中每条通道具备完整的从射频到模拟中频的信号处理路径；每条信号通道的连接关系如下：

低噪声放大器、声表滤波器、射频放大器、正交输出下变频器、校准缓冲器和多模式滤波器串联连接，多模式滤波器输出端连接可控增益放大器输入端；可控增益放大器的输出端分别连接自动增益控制器的输入端和多模式模拟/数字转换器输入端，自动增益控制器的输出端连接可控增益放大器的增益控制端；

所述装置还包含频率合成器、电源管理模块、时钟产生器和数字逻辑控制器各一个，它们的连接关系如下：

电源管理模块分别与芯片上所有的电子器件连接；频率合成器四个输出端分别连接两条信号通道的正交输出下变频器的本地振荡信号输入端；时钟产生器的三个输出端分别连接多模式滤波器的调谐校准部分参考时钟输入端、多模式模拟/数字转换器的采样时钟输入端和数字逻辑控制器的参考时钟输入端；数字逻辑控制器对外接口为标准4线串行接口，包括SDI、SDO、SCK和CS，连接到位于信号通道外的微控制器，其对内接口为多个8位寄存器输出，直接连接芯片上所有的电子器件。

2.根据权利要求1所述的一种接收机射频前端装置，其特征在于，所述电源管理模块内部的连接关系如下：直流电压转换器的输入端连接外部电源，其输出端连接电源管理模块内部各低压差线性稳压器的输入端；各低压差线性稳压器的输出端连接芯片上所有的电子器件的局部电源；带隙基准源自偏置产生参考电流和电压，因此没有输入端，其输出端接连芯片上所有的电子器件的参考电压、电流输入端。

3.权利要求1所述的一种接收机射频前端装置的接收信号方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)接收机射频前端装置通过通道外部天线接收GNSS信号，然后将其输入至低噪声放大器，信号经过放大后由低噪声放大器输出；

2)低噪声放大器输出信号通过声表滤波器来滤除频带外干扰；

3)滤波之后的射频信号进入射频放大器进行进一步放大，同时将单端信号转变为双相差分信号；

4)频率合成器产生相位为0°、90°、180°和270°的本地振荡信号，其中LO1_I或LO2_I代表某时刻瞬时相位为0°和180°的一对差分信号，而LO1_Q或LO2_Q代表同一时刻瞬时相位为90°和270°的一对差分信号，然后将本地振荡信号输出至正交输出下变频器中；

5)双相差分信号进入正交输出下变频器并与频率合成器提供的本地振荡信号混频，输出为彼此相位相差90°的四相正交中频信号；

6)四相正交中频信号分作I、Q两条支路，将其中相位隔180°的两相信号作为一条支路，将其余的两相信号作为另一条支路，四相正交中频信号输入至校准缓冲器，校准缓冲器校正四相正交中频信号间的相位失配和幅度失配并且隔离正交输出下变频器输出和多模式滤波器输入；

7)校准缓冲器输出的中频信号进入多模式滤波器进行滤波处理后，转换为双支路差分信号，多模式滤波器采用电容耦合并选择其截止频率；

8)多模式滤波器输出的中频信号进入可控增益放大器进行放大，其幅值受自动增益控制器环路的控制，多模式模拟/数字转换器维持在输入满量程状态，将输入的模拟中频信号转换为数字信号，最后将数字信号输送至芯片外。

4.根据权利要求3所述的一种接收机射频前端装置的接收信号方法，其特征在于，所述接收机射频前端装置使用双通道并行接收双频GNSS信号，通过使用双通道中任一条通道并关闭其另一条通道来接收单频GNSS信号。

5.根据权利要求3所述的一种接收机射频前端装置的接收信号方法，其特征在于，所述接收机射频前端装置实现了低中频结构和零中频结构的片上实时切换；本装置优先采用低中频结构，但至少一个通道的中频信号的中心频率高于20MHz并且带宽大于10MHz时，射频前端装置转而采用零中频结构。

6.根据权利要求5所述的一种接收机射频前端装置的接收信号方法，其特征在于，所述实现低中频结构和零中频结构的片上实时切换是通过将频率合成器的本地振荡信号频率配置到与GNSS信号中心频率相等、将带通滤波器配置成低通滤波器、降低中频部分放大器带宽和调整各级间耦合部分的通频带截止频率值来实现。