多通道导航射频接收机制造技术

本实用新型专利技术提供一种多通道导航射频接收机，设置有多个通道对应接收多个不同导航卫星的信号；多个通道共用了射频前端及频率综合器的射频锁相环；其中，所述射频前端通过设置一次正交下变频器，对射频前端接收到的射频信号进行第一次下变频，将得到的一路中频信号输出至多个通道；多个通道中各自设置有对应的二次正交下变频器，对所述中频信号进行第二次下变频得到与各通道相应的中频转换信号；所述频率综合器通过设置分频系数不同的分频器，分别向一次正交下变频器提供进行第一次下变频所需的正交本振信号，以及分别向各个通道的二次正交下变频器提供其各自进行第二次下变频所需的正交本振信号。本实用新型专利技术既能节省功耗，又能节省成本。

【技术实现步骤摘要】
多通道导航射频接收机
本技术涉及导航通讯领域的射频芯片设计，特别涉及一种多通道导航射频接 收机。
技术介绍
目前世界上有四个全球导航系统 GNSS (Global Navigation Satellite System): 第一是美国的GPS导航系统，其射频频率为1575. 42MHz，带宽为2. 046MHz，带宽内蕴涵着时 间和位置信息的C/A码；第二是俄国的GLONASS导航系统，其射频频率是1598. 0625MHz至 1605. 375MHz，带宽是8MHz，分成14个频道，频道与频道的间隔是0. 5625MHz，每个频道的带 宽是0. 5625MHz ;第三是中国北斗二代的COMPASS导航系统的射频频率是1561. 098MHz，带 宽是4. 092MHz ;第四是欧盟的伽利略（Galileo)导航系统，其射频频率是1575. 42MHz，带宽 是4. 092MHz。同时，日本、印度为了进一步满足本国导航定位服务需求，充分利用正在运行 的GPS，加紧研发自己的区域卫星导航系统。日本为了满足飞行服务区和信号易遮挡区的用 户对导航定位服务的需求，正在加紧研制基于多功能卫星的星基增强系统（MSAS)和准天顶 卫星导航系统（QZSS)，两个区域卫星导航系统主要通过对GPS增强以满足用户需求。印度 正在研发的两个卫星导航系统分别是基于GE0辅助的GPS增强导航（GAGAN)系统和印度自 主建设的区域导航卫星系统（IRNSS) ;GAGAN主要对GPS进行广域差分增强，IRNSS是印度 独立自主的卫星导航系统，既可以提供独立的导航定位服务，也可提供GPS增强信息。 全球导航定位系统（GPS)已经广泛应用于车载导航，车辆跟踪，时间同步，测量测 绘，船只或车辆监控，地理数据采集，航天工业等等。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，整个导航仪是需要用电池来供电的。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，使用的时间就越长；同时人们对于导航定位精度的要求进一步提高。 就目前市场上，主流的仍然是单通道的导航射频芯片，比如仅仅支持GPS导航。 如图1所示，上述产品都是采用传统的低中频导航射频接收机的系统架构，导航 GPS射频调制信号通过天线（未画出），经由射频输入口（LNA_IN)被接收到射频的信号通道 中，通过前端的低噪声放大器1 (LNA)进行放大。为了过滤掉邻近的手机或别的通讯干扰 信号，经放大的射频RF信号需要输出到芯片外，由片外声滤波器2 (SAW FILTER)进行滤波 处理；再接回到片内的射频预放大器3 (RFA)作进一步放大后，输出到正交下变频器4和5 (MixerI，MixerQ)进行射频RF到中频IF的下变频转换。中频滤波器6 (IF Filter)对中 频信号进行信道选择，过滤出在带宽内需要被解调的中频信号，带宽外的任何信号或噪声 可以得到充分的过滤。导航GPS的带宽是2?，一般中频滤波器的带宽比稍高，单位频 率&=1. 023MHz。此中频信号经可调增益放大器7 (VGA)放大后，提供适度的信号强度给模 数转换器8(ADC)，从而把中频模拟信号转换成包含极性SIGN及幅度MAG的两位数字信号， 最后这些数字信号被输出至数字基带(未画出)做后续的信号处理。在低中频导航射频接收 机系统架构中，模数转换器8输出的幅度MAG信号还通过可调增益放大器控制电路9 (VGA Controller)反馈到可调增益放大器7的增益控制电压端，用作信号强度的检测，以使该可 调增益放大器7能为模数转换器8提供恒定的信号输出。 其中，进行射频RF至中频IF下变频的正交下变频器4和5,其本振是由频率综 合器来提供的。无论是整数分频频率综合器（Integer-NRFPLL)还是小数分频频率综合器 (Fractional-N RFPLL)，频率综合器锁相环（RFPLL) -般包含由鉴频鉴相器12 (PFD)、电 荷泵13 (CP)、环路滤波器14 (LPF)、压控振荡器15 (VC0)、一组分频模块连接形成的反 馈回路。其中，鉴频鉴相器12,将频率综合器反馈回来的反馈信号与一个标准参考时钟进 行比较；由该比较结果控制，所述电荷泵13对环路滤波器14进行充电或放电，使环路滤波 器14输出过滤后的直流电压，对压控振荡器15的频率进行控制。压控振荡器15产生的 本振频率，经由二分频器16 (DIV2)、预分频器17 (Prescaler)、反馈分频器18 (Feedback Divider)的分频处理后，反馈输出到鉴频鉴相器12,如此即形成一个完整的锁相环环路； 当反馈的频率和参考的标准频率相等的时候，鉴频鉴相器12控制该频率综合器锁相环锁 定，此时压控振荡器15所输出的本振频率就是参考时钟的N倍(倍数N由所述若干分频模 块16、17、18配合决定)。由于导航射频芯片主流的系统架构都选择两倍频的压控振荡器 频率，即2X 1536f。，因此压控振荡器15的输出经由二分频器16分频获得正交本振L0I和 L0Q，分别输出至所述正交下变频器4和5。一般来说，为了满足导航射频芯片对频率的高 精度要求，由片外的温补的晶振（TCX0,未画出）提供的时钟信号（TCX0_IN)，经过时钟隔离 放大器10 (CLK BUF)的整形后，输进前述的频率综合器锁相环作为标准参考时钟。与此同 时，时钟隔离放大器10输出的这个时钟也提供给模数转换器8作为其采样时钟。该采样时 钟最终还经过另外一个时钟隔离放大器11 (CLK BUF)的整形，输出到片外的导航基带芯片 作数据采样的同步。
技术实现思路
针对目前市场上对导航定位精度、成本、功耗的要求，本技术提供一种多通道 导航射频接收机的系统架构，能同时接收多个导航系统的卫星信号。 为了达到上述目的，本技术的技术方案是提供一种多通道导航射频接收机， 设置有多个通道对应接收多个不同导航卫星的信号；多个通道共用了射频前端及频率综合 器的射频锁相环； 其中，所述射频前端通过设置一次正交下变频器，对射频前端接收到的射频信号 进行第一次下变频，将得到的一路中频信号输出至多个通道； 多个通道中各自设置有对应的二次正交下变频器，对所述中频信号进行第二次下 变频得到与各通道相应的中频转换信号； 所述频率综合器通过设置分频系数不同的分频器，分别向一次正交下变频器提供 进行第一次下变频所需的正交本振信号，以及分别向各个通道的二次正交下变频器提供其 各自进行第二次下变频所需的正交本振信号。 优选地，所述射频前端中，进一步包含：依次连接的低噪声放大器、片外声表面波 滤波器、射频预放大器，该射频预放大器的输出端连接至所述一次正交下变频器的输入端。 优选地，所述频率综合器的射频锁相环中，进一步包含：依次连接的鉴频鉴相器、 电荷泵、环路滤波器、压控振荡器、第一级分频器、预分频器、反馈分频器，该反馈分频器的 输出端连接至所述鉴频鉴相器的输入端构成一个为多个通道共用的反馈回路； 经由所述第一级分频器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多通道导航射频接收机，其特征在于，设置有多个通道对应接收多个不同导航卫星的信号；多个通道共用了射频前端及频率综合器的射频锁相环；其中，所述射频前端通过设置一次正交下变频器，对射频前端接收到的射频信号进行第一次下变频，将得到的一路中频信号输出至多个通道；多个通道中各自设置有对应的二次正交下变频器，对所述中频信号进行第二次下变频得到与各通道相应的中频转换信号；所述频率综合器通过设置分频系数不同的分频器，分别向一次正交下变频器提供进行第一次下变频所需的正交本振信号，以及分别向各个通道的二次正交下变频器提供其各自进行第二次下变频所需的正交本振信号。

【技术特征摘要】
1. 一种多通道导航射频接收机，其特征在于， 设置有多个通道对应接收多个不同导航卫星的信号；多个通道共用了射频前端及频率 综合器的射频锁相环； 其中，所述射频前端通过设置一次正交下变频器，对射频前端接收到的射频信号进行 第一次下变频，将得到的一路中频信号输出至多个通道； 多个通道中各自设置有对应的二次正交下变频器，对所述中频信号进行第二次下变频 得到与各通道相应的中频转换信号； 所述频率综合器通过设置分频系数不同的分频器，分别向一次正交下变频器提供进行 第一次下变频所需的正交本振信号，以及分别向各个通道的二次正交下变频器提供其各自 进行第二次下变频所需的正交本振信号。2. 如权利要求1所述的多通道导航射频接收机，其特征在于， 所述射频前端中，进一步包含：依次连接的低噪声放大器、片外声表面波滤波器、射频 预放大器，该射频预放大器的输出端连接至所述一次正交下变频器的输入端。3. 如权利要求1所述的多通道导航射频接收机，其特征在于， 所述频率综合器的射频锁相环中，进一步包含：依次连接的鉴频鉴相器、电荷泵、环路 滤波器、压控振荡器、第一级分频器、预分频器、反馈分频器，该反馈分频器的输出端连接至 所述鉴频鉴相器的输入端构成一个为多个通道共用的反馈回路； 经由所述第一级分频器对压控振荡器的输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩业奇，倪文海，钱晓辉，徐文华，
申请(专利权)人：上海迦美信芯通讯技术有限公司，杭州迦美信芯通讯技术有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31