[实用新型]一种北斗一号卫星导航系统收发机芯片结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及电子通信技术领域，具体地讲，是涉及一种北斗一号卫星导航系统收发机芯片结构。

背景技术

北斗卫星导航定位系统是我国自行研制的卫星导航定位系统，具有双向通信、实时导航、精密授时等特点，已广泛应用在国防、通信、经济建设等多领域中。

全球卫星导航系统（GNSS）目前有美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯全球卫星导航系统（GLONASS）、欧洲伽利略卫星定位系统（Galileo）、以及发展中的中国北斗定位系统。它们能提供全球、全天候、实时、连续的高精度位置信息，已经广泛应用于各种民用和军用目标的定位、导航、授时和精密测量，并逐步成为全球发展最快的三大信息产业（移动电话、互联网和卫星定位导航）之一。

国外GPS芯片的发展从1994年开始，经历两代的发展而进入今天的第三代，2002年开始产业化，2004年得到普及。随着军用民用导航产品对芯片小尺寸、低功耗的不断追求，以及硬件设计水平和芯片制造工艺的不断进步，2005年开始出现将GPS射频与数字部分集成在一起的单芯片GPS接收机，其中产品化的单片式GPS芯片有Motorola的“Instant GPS”和Sony Semiconductor的CXD2951系列以及德州仪器、高通、SiRF等公司的产品。卫星导航与车辆、手机、计算机等融合，成为集导航、通讯、监控、管理、安防、上网、办公、娱乐、信息服务、远程诊断等于一身的数字化信息系统。卫星导航芯片向着小型化、高灵敏度、低功耗、低价位和兼容性不断进化。

我国卫星导航芯片的研究始于2000年，当时主要研究方向是GPS、GPS+ GLONASSS和北斗一代芯片的研究。到2004年，已研制成功GPS+ GLONASSS的相关芯片和北斗一代的FPGA接收板。但由于客观条件的限制，这些研究都无法深化，产品不具有国际竞争力，定位精度、稳定性和成本与GPS差距较大。2007年，我国第一块具有自主知识产权的双系统卫星定位导航接收机核心芯片SR8824芯片通过测试验收，其能够实现具有通信功能的北斗一代系统（BD-1）与GPS的兼容接收。

到目前为止，导航定位系统最大和最多的用户是车载和手持导航。在手持导航仪（PND，Portable Navigation Device）或类似的应用中，由于整个导航仪通过电池供电，所以针对这种应用，导航系统的芯片功耗有着特殊的意义：功耗越低，使用时间就越长。目前市场上，像美国的SiRF，加拿大的SiGe公司和美国的MAXIM公司都有了很成熟的导航射频芯片，其产品多数用SiGe工艺来设计和制作，以达到低功耗、高性能的目的。这些产品都采用传统的低中频导航射频接收机的系统结构，功耗普遍偏高。江苏天源电子有限公司的BN622X 北斗一代收发机中接收通道采用两次变频接收机结构，无形中增加了产品功耗。

同时，现有技术中CMOS工艺具有低功耗、低成本、速度快、抗干扰能力强、集成度高等众多优点，随着CMOS器件性能的不断提升，CMOS工艺目前已成为当前大规模集成电路的主流工艺技术，采用CMOS工艺设计卫星导航系统收发机成为了一大趋势。

实用新型内容

为克服现有技术中的上述问题，本实用新型提供一种整体功耗较低的北斗一号卫星导航系统收发机芯片结构，通过采用CMOS工艺设计卫星导航系统收发机的一次变频接收机结构以达到低功耗的性能。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种北斗一号卫星导航系统收发机芯片结构，包括在片内集成封装的接收通道、发射通道、频率合成器、时钟锁相环和SPI接口，其中，频率合成器包括与接收通道连接的接收频率合成器RXPLL，以及与发射通道连接的发射频率合成器TXPLL。

进一步地，为了实现北斗卫星信号的接收功能，所述接收通道包括依次连接的第一级低噪声放大器LNA1、第二级低噪声放大器LNA2、一次变频镜像抑制混频器、多相滤波器PSFilter、低通滤波器LPF1、可变增益放大器VGA1和通滤波器LPF2，以及与低通滤波器LPF1、可变增益放大器VGA1、低通滤波器LPF2均连接的自动增益控制模块AGC，其中，一次变频镜像抑制混频器与接收频率合成器RXPLL连接，第一级低噪声放大器LNA1接收来自外部天线的射频信号，低通滤波器LPF2输出模拟中频信号。

为了实现数字信号的输出，所述低通滤波器LPF2连接有用于输出数字中频信号的模数变换器ADC。