一种北斗导航接收端教学模型制造技术

本实用新型专利技术公开了一种北斗导航接收端教学模型，包括均与总控制单元信号连接的信号收发器1、信号收发器2、低噪放大器、混频器、滤波器、AD转换器、基带信号处理单元、定位数据解算单元、DA转换器、功率放大器、信号/数据显示屏和教学示范计算机；与现有技术相比，本实用新型专利技术将北斗导航接收端的内部结构进行细化，采用分立元件去替代现有的集成元件，并将工作过程和工作原理直观表现出来，解决了现有导航教学的“黑盒子”教学状态，在教学中把北斗导航接收端的过程开源化、可视化展示出来，提供给学员一种更直观，更理想的学习平台。更理想的学习平台。更理想的学习平台。

【技术实现步骤摘要】
一种北斗导航接收端教学模型


[0001]本技术属于导航教学
，特别涉及一种北斗导航接收端教学模型。

技术介绍

[0002]北斗导航接收端是北斗卫星导航系统的重要组成部分，也是普及北斗卫星导航系统的关键环节，而目前的北斗导航接收端集成度越来越高，信号处理和大部分功能都集成在少数几个芯片内部，在技术上，必然是好处很多，比如降低成本，减少信号干扰，缩小体积，降低开发难度等，但是作为高校对北斗导航接收端的教学工作则存在一些问题，比如，前端射频信号部分，内部的各级信号处理均集成在一个射频芯片内部，无法让学员对射频信号处理时的工作原理、处理过程有一个较为直观的理解，只能看到一个芯片，内部的工作原理、工作流程以及信号变化仅能依靠老师的理论讲解，对于学员来说理解困难，教学效果不佳。为了解决现有技术在教学上的这些弊端，急需一套北斗导航接收端教学模型，提供给学员一种更直观，更理想的学习平台。

技术实现思路

[0003]为了解决上述问题，本技术提供了一种技术方案：
[0004]如图1-2所示，一种北斗导航接收端教学模型，包括均与总控制单元信号连接的信号收发器1、信号收发器2、低噪放大器、下变频混频器、滤波器、AD转换器、基带信号处理单元、定位数据解算单元、DA转换器、上变频混频器、功率放大器、信号/数据显示屏和教学示范计算机，其中教学示范计算机还与信号收发器1信号连接，信号收发器2还与功率放大器和低噪放大器信号连接，下变频混频器还与低噪放大器和滤波器信号连接，AD转换器还与滤波器和基带信号处理单元信号连接，基带信号处理单元还与定位数据解算单元和DA转换器信号连接，DA转换器还与功率放大器信号连接；
[0005]所述信号收发器1，用于接收或发送信号，与信号收发器2进行无线信号传输；
[0006]所述信号收发器2，用于接收或发送信号，与信号收发器1进行无线信号传输；
[0007]所述总控制单元，用于读取与其信号连接的各部分的信号或数据，并输出至信号/数据显示屏进行实时显示，同时控制信号的传递顺序，来模拟信号收发的实际工作过程，同时接收教学示范计算机的控制指令和数据。
[0008]所述低噪放大器，用于将信号进行较小失真的信号放大；
[0009]所述下变频混频器，用于对信号进行下变频处理；
[0010]所述滤波器，用于对信号进行过滤，去除杂波干扰；
[0011]所述AD转换器，用于将模拟信号转换成数字信号；
[0012]所述基带信号处理单元，用于对信号进行捕获跟踪后，获得定位数据，比如伪距观测数据、载波相位、多普勒观测数据等；
[0013]所述定位数据解算单元，用于解算用户的位置信息；
[0014]所述DA转换器，用于将数字信号转换成模拟信号；
[0015]所述上变频混频器，用于对信号进行上变频处理；
[0016]所述功率放大器，用于提升信号输出功率，以使信号发射的更远；
[0017]所述信号/数据显示屏，用于显示北斗接收端各部分工作过程中的波形、数据信息；
[0018]所述教学示范计算机，用于对整个教学模型设备的控制，以及控制信号收发器1，以模拟外部信号与北斗导航接收端之间信号通信；
[0019]说明：因为从接收天线接收到的北斗卫星信号功率很弱，而且夹杂着各种噪声，所以首先需要进行低噪放大器进行处理；北斗卫星所发射的电磁波信号通过天线转变为电压或电流信号后，依然无法处理如此高频的信号，因此需要对卫星信号经过混频器和过滤器，进行下变频，并进行滤波，得到具有较高载噪比的中低频信号，再通过 AD 转换为数字中频信号，这样才可供后级基带信号处理单元进一步接收。射频功率放大器（RF PA）是各种无线发射机的重要组成部分，在发射机的前级电路中，调制振荡电路所产生的射频信号功率很小，需要经过一系列的放大一缓冲级、中间放大级、末级功率放大级，获得足够的射频功率以后，才能馈送到天线上辐射出去，因此，为了获得足够大的射频输出功率，必须采用射频功率放大器。
[0020]进一步的，所述信号收发器1、信号收发器2、低噪放大器、下变频混频器、滤波器、AD转换器、基带信号处理单元、定位数据解算单元、DA转换器、上变频混频器和功率放大器上，均连接有指示灯，用于指示连接部分的工作状态，通过指示灯即可知此时信号/数据显示屏实时显示的波形或数据所属导航接收端哪部分，并可观察信号收发时在各部分的传递过程。
[0021]进一步的，所述基带信号处理单元和定位数据解算单元，可采用分立元件，或者使用现有北斗导航接收端产品内已安装的集成芯片，只需分别读取基带信号处理单元和定位数据解算单元的处理后信号，并通过信号/数据显示屏分别显示即可。
[0022]工作原理：本技术的工作原理整体上模拟北斗导航接收端的信号接收和信号发射在内部各部分的信号的实际传递顺序进行，采用的各分立元件均是现有成熟的产品，总控制单元仅采集各部分对信号处理后的波形或数据，并通过信号/数据显示屏实时输出显示，完整的还原了北斗导航接收端的工作原理和信号在其内部的流程，使教学工作可视化，平台化；具体完成模拟北斗导航接收端工作过程如下：
[0023]按照北斗接收端的接收信号工作过程，信号传输的顺序为:教学示范计算机将设置的信号通过信号收发器1无线发送至信号收发器2，信号收发器2接收到的信号依次经过低噪放大器、下变频混频器和滤波器，对信号进行放大、下变频和滤波处理后，得到中低频信号，然后经过AD转换器，进行模数转化后，将数字信号经过基带信号处理单元和定位解算单元处理后，最终解算出具体定位信息；
[0024]按照北斗接收端的发送信号工作过程，信号传输的顺序为:教学示范计算机将设置的定位数据发送至总控制单元，总控制单元将信号发送至定位数据处理单元，再经过基带信号处理单元，输出中低频数字信号，通过DA转换器转换成模拟信号后，经上变频混频器和功率放大器对信号进行上边频和功率放大后送入信号收发器2无线发射出去，此时，信号收发器1可接收到信号；
[0025]以上北斗接收端的接收和发送信号的工作过程中，各部分均通过总控制单元采集
处理后的波形或数据，并通过信号/数据显示屏实时输出显示，各部分指示灯通过不同的颜色和闪烁，表示各部分的工作状态，比如未工作或正在处理信号的状态，通过指示灯即可知此时信号/数据显示屏实时显示的是哪一部分处理后的波形或数据。
[0026]本技术采用分立元件去替代现有的集成元件，比如：信号收发器1、信号收发器2、低噪放大器、混频器、滤波器、AD转换器、基带信号处理单元、定位数据解算单元、DA转换器和功率放大器，这些分立元件均与总控制单元信号连接，可实时观察数据，并显示于信号/数据显示屏，使教师和学生能够对北斗接收端的工作原理和数据处理过程有一个详细的直观的了解；这样既可单独控制每个信号/数据处理的部分，也可随时读取处理前后的信号进行显示，既可演示北斗导航接收端整个工作过程，也可暂停至任意一步，单独查看此时信号处理的状态，这样就可以按本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种北斗导航接收端教学模型，其特征在于，包括均与总控制单元信号连接的信号收发器1、信号收发器2、低噪放大器、下变频混频器、滤波器、AD转换器、基带信号处理单元、定位数据解算单元、DA转换器、上变频混频器、功率放大器、信号/数据显示屏和教学示范计算机，其中教学示范计算机还与信号收发器1信号连接，信号收发器2还与功率放大器和低噪放大器信号连接，下变频混频器还与低噪放大器和滤波器信号连接，AD转换器还与滤波器和基带信号处理单元信号连接，基带信号处理单元还与定位数据解算单元和DA转换器信号连接，DA转换器还与功率放大器信号连接；所述信号收发器1，用于接收或发送信号，与信号收发器2进行无线信号传输；所述信号收发器2，用于接收或发送信号，与信号收发器1进行无线信号传输；所述总控制单元，用于读取与其信号连接的各部分的信号或数据，并输出至信号/数据显示屏进行实时显示，用于控制信号的传递顺序，来模拟信号收发的实际工作过程，用于接收教学示范计算机的控制指令和数据；所述低噪放大器，用于将信号进行失真的信号放大；所述下变频混频器，用于对信号进行下变频处理；所述滤波器，用于对信号进行过滤，去除杂波干扰；所述AD转换器，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春燕，任思衡，杨娜，李倩，徐俊峰，程绵绵，娄艺蓝，孟瑶，康世伦，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队航天工程大学士官学校，
类型：新型
国别省市：