抗4G干扰的北斗、GPS多模收发一体化导航通信模块制造技术

一种抗4G干扰的北斗、GPS多模收发一体化导航通信模块，包括北斗一代RDSS单元、北斗二代RNSS/GPS单元、电源处理单元、连接器和金属盒体；北斗一代RDSS单元和北斗二代RNSS/GPS单元都载在一块PCB板上；电源处理单元为北斗一代RDSS单元和北斗二代RNSS/GPS单元供电；收发处理通道采用的是抗4G干扰射频收发电路，包括依次连接的低噪声放大器LNA、第一级混频器Mixer1、第一低通滤波器LPF、第二级混频器Mixer2、带通滤波器BPF、可变增益放大器VGA和第二低通滤波器LPF；第二低通滤波器LPF的信号输出端连接基带处理模块；所述第一级混频器Mixer1输出的射频信号IF1OUT到第一中频声表面波滤波器IF1SAW，IF1SAW输出射频信号IF1IN到第一低通滤波器LPF的输入端。本发明专利技术解决了4G信号对北斗一代RDSS接收干扰问题。

【技术实现步骤摘要】
抗4G干扰的北斗、GPS多模收发一体化导航通信模块
本专利技术涉及的是一种北斗GPS多模收发一体化导航通信模块，属于射频通信器件

技术介绍
北斗导航系统RDSS是利用地球同步卫星为用户提供快速定位、简短数字报文通信和授时服务的一种全天候、区域性的卫星定位系统。但北斗一代RDSS的定位系统存在一定的缺陷，即它采用主动式定位方式，使得用户机不能自主解算出自己的坐标值，而且用户容量有限，定位精度不高，易暴露用户目标位置等。北斗二代卫星导航系统，在导航原理上采用与GPS系统类似的被动三维定位原理，卫星星座的有效范围不是全球性的，而是区域性；可以支持用户级以中国为中信的一定范围内的自主实时三维定位。GPS卫星导航系统已有30多年的发展历史，技术成熟，应用广泛，在目前的卫星导航系统市场中占有主导地位。并且GPS属于国外军方控制，且GPS对不同等级用户提供不同精度的定位服务。在一些应用领域，应用终端所得到的位置信息无法及时与外部进行共享，通信具有一定的滞后性。北斗一代RDSS，可以实现简短数字报文通信的功能可以解决这一问题。单一模式的定位导航系统无法全面解决上述问题，因此如何将北斗一代RDSS、北斗二代及GPS有效的集成起来，显得十分必要。2013年4G移动通信技术正式投入使用，进入大范围的信号覆盖阶段。4G信号的频带为2510-2590MHz，极其邻近北斗RDSS的接收频段，同时4G信号功率较大，因此对RDSS终端造成了强信号干扰,经常导致北斗终端无法正常工作。因此克服4G干扰问题，使北斗应用能顺利拓展，显的尤为重要。北斗RDSS卫星定位通信系统已经广泛应用于渔业、地质灾害、农业等领域，具有定位及短报文通信的作用，其终端通过卫星系统及总站，与另一终端用户机进行通信。然而，在地面接收卫星信号时会遇到各种形式的干扰，尤其是移动通讯4G信号的干扰。4G信号的频带为2510-2590MHz，极其邻近北斗RDSS的接收频段，同时4G信号功率较大，因此对RDSS终端造成了强信号干扰，经常导致北斗终端无法正常工作。北斗卫星系统是我国具有自主知识产权的导航定位通信系统，已经深入应用于国民经济和国防安全的各个领域，是国家重要的基础建设设施和空间信息产业的重大技术支撑系统。国际电信联盟(ITU)将S频段2483.35-2500MHz的频段分配给无线电测定卫星系统(RDSS)，同时该频段也可以用于卫星导航服务。北斗一代采用直接序列扩频通信体制，具有一定的抗干扰能力，但落地信号功率小，因此一般的北斗用户机容易受到其他频率的干扰。4G信号频带2510-2590MHz接近于北斗一代频带，接收机射频前端不易滤除，并且具有较大功率，容易对北斗一代终端的造成干扰，图1-1和1-2是4G信号对北斗一代终端定位通信成功率的影响示意图，测试结果表明4G信号会导致北斗一代终端无法正常使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于设计出一种集成北斗一代RDSS、北斗二代RNSS及GPS、低功耗、小体积的北斗GPS多模收发一体化导航通信模块，以解决单模式导航定位模块的不足，及解决4G信号对一代RDSS终端的干扰问题。本专利技术的技术解决方案如下：一种抗4G干扰的北斗GPS多模收发一体化导航通信模块，包括北斗一代RDSS单元、北斗二代RNSS/GPS单元、电源处理单元(电源处理单元可采用电源管理芯片实现)、连接器和金属盒体；北斗一代RDSS单元和北斗二代RNSS/GPS单元都载在一块PCB板上；电源处理单元为北斗一代RDSS单元和北斗二代RNSS/GPS单元供电；所述北斗一代RDSS单元包括：第一低噪声放大器、收发处理射通道、功率放大器及基带处理模块；外部信号经低噪声放大器后、再经收发处理通道传到基带处理模块；输出信号为：基带处理模块的输出信号经收发处理通道后，再经功率放大器即得北斗一代RDSS单元的输出信号；所述北斗二代RNSS/GPS单元包括：BDS-B1/GPS-L1双模导航模块和第二低噪声放大器；外部的BDS-B1信号和GPS-L1信号经过第二低噪声放大器传入BDS-B1/GPS-L1双模导航模块；所述金属盒体包括壳体和隔腔筋条；PCB板装在壳体内；隔腔筋条在壳体内壁和PCB表面之间，且与壳体内壁和PCB表面的接地焊盘密贴；隔腔筋条有多个，各个隔腔筋条把PCB表面与壳体内壁之间的空间隔成多个隔腔，所述第一低噪声放大器、收发处理射通道、功率放大器、基带处理模块、BDS-B1/GPS-L1双模导航模块和第二低噪声放大器分别在一个隔腔内；所述连接器露出金属盒体表面；连接器包括一个板对板连接器和三个射频连接器；板对板连接器焊接在所述PCB板上；三个射频连接器分别连接第一低噪声放大器、第二低噪声放大器和功率放大器。所述收发处理通道采用的是抗4G干扰射频收发电路，包括依次连接的低噪声放大器LNA、第一级混频器Mixer1、第一低通滤波器LPF、第二级混频器Mixer2、带通滤波器BPF、可变增益放大器VGA和第二低通滤波器LPF；第二低通滤波器LPF的信号输出端连接基带处理模块；所述第一级混频器Mixer1输出的射频信号IF1OUT到第一中频声表面波滤波器IF1SAW，IF1SAW输出射频信号IF1IN到第一低通滤波器LPF的输入端；还包括小数分频锁相环回路，该锁相环的输出的给Mixer1的本振频率为2704.92MHz，输出给Mixer2的本振频率为225.41MHz。所述电源处理单元包括第一电源模块、第二电源模块和基带电源模块；第一电源模块为第一低噪声放大器和第二低噪声放大器供电；第二电源模块为功率放大器、收发处理通道和基带处理模块供电；DBS-B1/GPS-L1双模导航模块的UART接口、基带处理模块的UART接口、GPIO接口连接在板对板连接器上；第一、二电源模块的电源输入接口分别连接在板对板连接器上。所述金属盒体的两边设有定位孔，该定位孔是螺孔或通孔。所述定位孔有四个，定位孔两两对称分布在金属盒体左右两边；四个定位孔围成长方形；位于同一边的两个定位孔距离金属盒体中心的距离相同，且两个定位孔的孔距作为长方形的一边长为30mm；长方形的另一边长为50mm；板对板连接器的中心位置偏离金属盒体竖直中心线距离为3.82mm，偏离金属盒体水平中心线距离为23.62mm。板对板连接器是25pin板对板连接器，其接口定义如下表1：表1：本专利技术的有益效果为：本专利技术应用在导航领域用于接收和发送射频信号及输出定位信息。体积可以减小到尺寸为约58.3mm×54mm，集成度高，具有结构简单、体积小的优点。本专利技术的各功能电路嵌入在一个金属腔体内，均可以有效防止外部干扰和内部电磁场向外辐射，保证了信号的真实性。本专利技术采用北斗专用射频通道芯片，将接收通道与发射通道集成在一块芯片上，只需配置简单的外围电路，即可实现北斗一代射频信号的接收和发射。降低了模块的开发难度、降低了成本、减小了模块的体积的同时也大大的降低了模块的功耗。本专利技术预留I/O接口，便于用户二次开发。模块内部北斗一代RDSS及GPS/北斗二代RNSS功能采用双串口独立输出的形式，上位机可以通过相应的串口对RDSS/RNSS功能进行软件版本升级。本专利技术生产采用整板集成、分区域隔离的设计方式。一次焊接完毕后，直接放入腔体内进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗4G干扰的北斗、GPS多模收发一体化导航通信模块，其特征是包括北斗一代RDSS单元、北斗二代RNSS/GPS单元、电源处理单元、连接器和金属盒体；北斗一代RDSS单元和北斗二代RNSS/GPS单元都载在一块PCB板上；电源处理单元为北斗一代RDSS单元和北斗二代RNSS/GPS单元供电；所述北斗一代RDSS单元包括：第一低噪声放大器、收发处理通道、功率放大器及基带处理模块；外部信号经低噪声放大器后、再经收发处理通道传到基带处理模块；输出信号为：基带处理模块的输出信号经收发处理通道后，再经功率放大器即得北斗一代RDSS单元的输出信号；所述北斗二代RNSS/GPS单元包括：BDS‑B1/GPS‑L1双模导航模块和第二低噪声放大器；外部的BDS‑B1信号和GPS‑L1信号经过第二低噪声放大器传入DBS‑B1/GPS‑L1双模导航模块；所述金属盒体包括壳体和隔腔筋条；PCB板装在壳体内；隔腔筋条在壳体内壁和PCB表面之间，且与壳体内壁和PCB表面的接地焊盘密贴；隔腔筋条有多个，各个隔腔筋条把PCB表面与壳体内壁之间的空间隔成多个隔腔，所述第一低噪声放大器、收发处理射通道、功率放大器、基带处理模块、BDS‑B1/GPS‑L1双模导航模块和第二低噪声放大器分别在一个隔腔内；所述连接器露出金属盒体表面；连接器包括一个板对板连接器和三个射频连接器；板对板连接器焊接在所述PCB板上；三个射频连接器分别连接第一低噪声放大器、第二低噪声放大器和功率放大器；所述收发处理通道采用的是抗4G干扰射频收发电路，包括依次连接的低噪声放大器LNA、第一级混频器Mixer1、第一低通滤波器LPF、第二级混频器Mixer2、带通滤波器BPF、可变增益放大器VGA和第二低通滤波器LPF；第二低通滤波器LPF的信号输出端连接基带处理模块；所述第一级混频器Mixer1输出的射频信号IF1OUT到第一中频声表面波滤波器IF1SAW，IF1SAW输出射频信号IF1IN到第一低通滤波器LPF的输入端；还包括小数分频锁相环回路，该锁相环的输出的给Mixer1的本振频率为2704.92MHz，输出给Mixer2的本振频率为225.41MHz。...

【技术特征摘要】
1.一种抗4G干扰的北斗、GPS多模收发一体化导航通信模块，其特征是包括北斗一代RDSS单元、北斗二代RNSS/GPS单元、电源处理单元、连接器和金属盒体；北斗一代RDSS单元和北斗二代RNSS/GPS单元都载在一块PCB板上；电源处理单元为北斗一代RDSS单元和北斗二代RNSS/GPS单元供电；所述北斗一代RDSS单元包括：第一低噪声放大器、收发处理通道、功率放大器及基带处理模块；外部信号经第一低噪声放大器后、再经收发处理通道传到基带处理模块；输出信号为：基带处理模块的输出信号经收发处理通道后，再经功率放大器即得北斗一代RDSS单元的输出信号；所述北斗二代RNSS/GPS单元包括：BDS-B1/GPS-L1双模导航模块和第二低噪声放大器；外部的BDS-B1信号和GPS-L1信号经过第二低噪声放大器传入DBS-B1/GPS-L1双模导航模块；所述金属盒体包括壳体和隔腔筋条；PCB板装在壳体内；隔腔筋条在壳体内壁和PCB表面之间，且与壳体内壁和PCB表面的接地焊盘密贴；隔腔筋条有多个，各个隔腔筋条把PCB表面与壳体内壁之间的空间隔成多个隔腔，所述第一低噪声放大器、收发处理射通道、功率放大器、基带处理模块、BDS-B1/GPS-L1双模导航模块和第二低噪声放大器分别在一个隔腔内；所述连接器露出金属盒体表面；连接器包括一个板对板连接器和三个射频连接器；板对板连接器焊接在所述PCB板上；三个射频连接器分别连接第一低噪声放大器、第二低噪声放大器和功率放大器；所述收发处理通道采用的是抗4G干扰射频收发电路，包括依次连接的低噪声放大器LNA、第一级混频器Mixer1、第一低通滤波器LPF、第二级混频器Mixer2、带通滤波器BPF、可变增益放大器VGA和第二低通...

【专利技术属性】
技术研发人员：余华伟，张文，孙小鹏，陈伟荣，
申请(专利权)人：江苏博纳雨田通信电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32