[发明专利]一种高线性多天线阵抗干扰射频前端系统

说明书

本发明公开了一种高线性多天线阵抗干扰射频前端设计系统，以四天线阵列射频通道为架构的硬件平台，按功能划分主要包括：射频信号调整与预选单元、射频信号下变频单元、中频滤波及中频信号放大单元、频率综合器单元、AD采样单元、有源晶振单元、电源供电单元。射频信号调整与预选单元将天线端输入的射频信号进行带通滤波，保留选通射频信号，滤除其它频段的载波信号，并将保留信号进行高频低噪放大；射频信号下变频单元将上一级带通滤波信号进行低噪声放大，并将射频信号搬移至中频信号。本发明采用1dB压缩点和三阶交调点分析方式来描述系统的线性度，在减小设计成本开销以及避免设计资源浪费的同时，最大限度的提高射频前端的线性度。

技术领域

本发明涉及卫星导航抗干扰射频电路领域，特别是一种高线性多天线阵抗干扰射频前端系统。

背景技术

随着卫星导航系统全球性、全天候、多领域提供高精度的定位导航与授时服务等优点，使其成为一个充满朝阳气息的高新技术产业。射频前端是卫星导航接收机的重要组成部分，其将天空中微弱的卫星信号进行滤波、放大输出给后端进行处理。一个设计优良功能完善的射频前端决定着卫星信号接收机整体性能，在接收机灵敏度、噪声系数方面表现的更为突出。

以无线电波方式传播的卫星信号存在致命的缺陷，其特性决定了其易损性和脆弱性，因此卫星系统极容易被各种手段进行干扰，无法给用户提供高精度的定位导航与授时服务。国际上对卫星导航抗干扰技术的研究愈发的火热，很多不同类型的抗干扰技术被各类专家提出并实现以提高卫星导航系统的抗干扰性能。目前市面上广泛出现的卫星导航功接收机射频前端主要接收一路或者两路卫星信号，不能满足抗干扰要求。因此，基于多天线阵的抗干扰射频前端电路设计与实现应运而生。

发明内容

本发明的目的是设计一种高线性多天线阵抗干扰射频前端系统，为抗干扰接收机后端的信息处理单元提供优质的中频数字信号。

实现本发明的技术解决方案为：一种高线性多天线阵抗干扰射频前端设计系统，计基于四天线阵列射频通道为架构的硬件平台，按功能划分主要包括：射频信号调整与预选单元、射频信号下变频单元、中频滤波及中频信号放大单元、频率综合器单元、AD采样单元、有源晶振单元、电源供电单元，其中：

射频信号调整与预选单元，对天线端输入的微弱的射频信号进行滤波以及放大，保留选通射频信号并放大，滤除其它频段的载波信号，本单元设计需要考虑低噪声放大器噪声系数、线性度、带宽、增益、阻抗匹配等设计指标；

射频信号下变频单元，将上一级带通滤波信号进行低噪声放大，并将射频信号搬移至中频信号，本单元设计需要考虑混频器噪声系数、混频增益以及混频线性度等设计指标；

中频滤波及中频信号放大单元，可变增益放大器，当输入信号电压变化很大时，保持射频前端输出电压值的稳定；

频率综合器单元，本设计利用低功耗、体积小PLL技术将高精度、低相位噪声的参考频率进行倍频和分频，产生具有同样精度和稳定度的频率；

AD采样单元，其为抗干扰射频前端的最后一功能单元，其功能是将前几级混频、滤波和放大处理后的模拟信号转换成数字信号；

有源晶振单元，提供高精度、高稳定性的时钟参考频率；

电源供电单元，采取保护措施，将输入的+5V首先经过保护电路，保护电路将输入的电源钳制在5V，当电压过高时，保护电路输出的电压为零。

进一步，所述微弱的射频信号包含卫星信号和干扰信号。

进一步，所述射频信号调整与预选单元中采用安捷伦公司的增强型伪高电子迁移率晶体管ATF-54143，该芯片省去了负栅极电压，低功耗、低噪声、高线性和高增益等特点使该芯片成为射频电路第一级放大器的首选器件。