[发明专利]一种采用四合一嵌入式模块的北斗导航仪

说明书

技术领域

本发明涉及北斗导航仪，尤其涉及一种采用四合一嵌入式模块的北斗导航仪。

背景技术

北斗导航系统包括北斗导航仪是覆盖中国本土的区域导航系统，包括用户设备（即北斗导航仪）、地面中心控制系统和地球同步卫星系统的三维定位系统。

传统的北斗导航仪的设计方案如图1所示，包括LNA（低噪声放大器）低噪放、射频通道、PA（功率放大器）功放和基带处理四个功能模块，并通过接收器接收数据、通过发射器发送数据，其虽然其能够实现北斗导航仪的各部分功能，但是由于采用分立模块设计结构，使得整个产品的接口复杂、体积大、功耗高，增加了再次开发的难度，且仅可使用于大型设备的开发和应用，无法深入推广使用；因而研发接口简单、体积小、功耗低的北斗导航仪显得十分必要。

据此，提出了设计方案如图2所示的三合一模块结构的北斗导航仪，相比较传统的结构，其将LNA低噪放、射频通道和PA功放三个功能模块融合成一个三合一模块，主要完成接收信号的捕获、跟踪、调节、信息处理、应用处理等功能的基带处理功能电路却没有融合进去。为了能够实现完整的北斗导航仪功能，对于三合一模块结构的北斗导航仪还必须完成三合一模块和基带处理功能电路的接口连接，而基带处理功能电路一般是由以FPGA（Field Programmable Gata Array，现场可编程门阵列）和ARM（Advanced RISC Machines，进阶精简指令集机器）处理器为主的数字处理芯片构成，即对于三合一模块结构的北斗导航仪还必须完成三合一模块和FPGA、ARM、ADC及相关电路的连接，开发过程复杂，且体积优势不大，结构如图3所示。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种接口简单、体积小、功耗低的采用四合一嵌入式模块的北斗导航仪，将LNA低噪放、射频通道、PA功放和基带处理四个功能电路融合成一个四合一模块，便于北斗导航仪的二次开发和推广使用。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种采用四合一嵌入式模块的北斗导航仪，包括LNA低噪放、射频通道、PA功放和基带处理四个功能电路，并通过接收器接收数据、通过发射器发送数据，其中LNA低噪放、射频通道、PA功放和基带处理四个功能电路嵌入在一个四合一功能模块内；所述四合一模块通过射频接口与接收器和发射器连接。

作为一种具体结构，所述四合一模块包括接收通道、发射通道、晶振单元、频率综合单元、数字处理单元，各部分的功能如下：

所述接收通道对接收器接收到的模拟信号依次进行预选滤波、低噪声放大、滤波、两次变频和中频滤波放大及AGC（Automatic Gain Control，自动增益控制）控制、A／D（模数转换）转换后，将数字信号发送给数字处理单元；

所述发送通道对数字处理单元发送的数字信号依次进行BPSK（二进制相移键控）调制、放大、滤波、功率放大后，将数字信号通过发射器发送出；

所述晶振单元为基带处理单元和频率综合单元提供时钟信号；

所述频率综合单元输出两个频率信号，一个信号作为接受通道两次变频的一本振和发射通道的载波信号，另一个信号作为接受通道两次变频的二本振；

所述数字处理单元包括基带处理芯片和北斗串口，在基带处理芯片上设计有扩频信号接受部分、信号扩频发送部分和信息处理部分，所述信息处理部分通过扩频信号接收部分从接收通道接收信息，并通过信号扩频部分将处理后的信息发送给发射通道。

优选的，所述四合一模块的数据电源接口采用DF9-25S-1V连接器，所述射频接口采用KYD2连接器。

有益效果：本发明提供的采用四合一嵌入式模块的北斗导航仪，将LNA低噪放、射频通道、PA功放和基带处理四个功能电路嵌入在一个四合一功能模块内，整体接口简单、体积小、功耗低、简化了二次开发的复杂度，为北斗的手持型设备或其他多功能通信、导航终端的开发和应用提供解决方案，同时模块化的标准设计，可以进行批量生产。

附图说明

图1为传统北斗导航仪的设计方案；

图2为三合一模块结构的北斗导航仪的设计方案；

图3为具体的三合一模块结构的北斗导航仪的设计方案；

图4为采用四合一嵌入式模块的北斗导航仪的设计方案；

图5为四合一模块的结构示意图；

图6为PN码捕获方案；

图7为PN码跟踪方案；

图8为解调方案；

图9为解调环和码跟踪环的环路滤波方案。

具体实施方式