[发明专利]一种北斗一代导航芯片前端收发电路系统及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种北斗一代导航芯片前端收发电路系统及其工作方法，属于通信和卫星导航领域。

背景技术

卫星导航领域中，美国于上世纪70年代研制的全球定位系统GPS家喻户晓，然而，由于军事战略、国家安全还有民用领域广阔市场等许多重要的因素影响，许多其他国家开始研制自己的全球导航卫星系统GNSS，如俄罗斯的格洛纳斯GLONASS，欧盟的伽利略Galileo。在这样的大背景下，中国在此领域也开始尝试建立自己的全球卫星定位与通信系统。

北斗一代导航系统就是中国于2003年建成的北斗导航试验系统。该系统由3颗地球同步静止轨道卫星和地面系统组成，投资少、见效快，具有开机定位快速、支持位置报告和信息交换等特点，为我国及周边地区的中、低动态用户提供定位、短报文通信和授时服务，能够应用于水利、渔业、交通、救援等国民经济领域，经济和社会效益显著。

北斗一代导航系统将导航与通信紧密结合，这是世界上其他的全球卫星导航系统没有的特殊优势，它将用户的位置信息发送出去，使用户想告知的其他人获知用户的情况。目前北斗导航系统已在交通、渔业、水文、气象、林业、通信、电力、救援等行业都有了一定的应用。北斗一代导航系统自2003年底正式运行以来，到2013年7月已注册用户数大约在10万，其中渔业应用最广，占比超过60％。渔政部门已通过北斗一代导航系统向渔民发送了12500条气象警报。还根据北斗一代导航系统反馈的定位信息，救助了许多海上求援人员。

北斗一代导航系统的优势在实际生产生活中已经体现出来，但是北斗一代导航系统采用的是主动式定位原理，即用户向卫星发射应答信号，用户位置的计算由地面中心站完成，然后再通过卫星发送给用户。系统要求至少能观测到2颗地球同步轨道卫星，且用户高程信息已知，这样就对接收端设备接收灵敏度，发送功率等提出了一个较高的要求。

现有的传统的北斗一代卫星导航系统的前端收发电路要么采用非集成电路的分立器件以实现信号的接收或者功率放大，要么采用集成电路芯片设计，采用集成电路芯片设计结构复杂，芯片面积较大，能耗较高，工作效率低下，成本较高，再加上北斗一代导航系统本身的定位精度并不高，因此使得北斗一代导航系统并没有得到广泛应用。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明公开了一种北斗一代导航芯片前端收发电路系统，较好地解决了发送和接收的功率问题，并简化了主电路结构，使功耗能控制在一定范围内；

本发明还公开了上述系统的工作方法。

本发明的技术方案为：

一种北斗一代导航芯片前端收发电路系统，包括接收电路、发送电路及SPI接口与数字控制器，所述接收电路包括依次连接的低噪声放大器、选频滤波器一、混频器一、选频滤波器二、中频放大滤波器、自动增益控制器一AGC及A/D模数转换器ADC；所述发送电路包括依次连接的数模转换器、选频滤波器三、混频器二、自动增益控制器二AGC及功率放大器，所述接收电路还包括与所述混频器一连接并为所述混频器一提供本地载频的带有Sigma-Delta小数频综PLL一，所述接收电路还包括与所述A/D模数转换器ADC连接并为所述A/D模数转换器ADC提供采样频率的小数频综PLL；所述发送电路还包括与所述混频器二连接并为所述混频器二提供本地载频的带有Sigma-Delta小数频综PLL二；所述带有Sigma-Delta小数频综PLL一及所述带有Sigma-Delta小数频综PLL二分别包括环形连接构成锁相环的鉴相器PFD、电荷泵CHP、环路低通滤波器LPF、压控振荡器VCO、Sigma-Delta调制器和分频器；所述小数频综PLL包括环形连接构成锁相环的鉴相器PFD、环路低通滤波器LPF、电荷泵CHP、压控振荡器VCO、分频器。