北斗卫星导航定位系统接收机技术方案

本实用新型专利技术公开了一种北斗卫星导航定位系统接收机，包括依次连接的频带选择滤波器、低噪声放大器、第一混频器、镜频抑制滤波器、第二混频器；从所述频带选择滤波器滤波后的输入信号通过多级下变频方式与本振信号进行减频混合，产生中频输出信号从所述第二混频器输出端输出。本实用新型专利技术将高频输入信号通过多级下变频方式与本振信号进行减频混合滤波，产生高精度的中频输出信号更容易进行处理，新的设计结构也提高了放大器的稳定性，减小了特定滤波器的制造难度。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电子通信领域，尤其涉及一种用于北斗卫星导航定位系统中的移动接收机。
技术介绍
北斗卫星导航定位系统，是中国自行研制开发的区域性有源三维卫星定位与通信 系统(CNSS)，是除美国的GPS、俄罗斯的GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。该系统 由三颗卫星组成北斗卫星定位系统，地面部份分为地面控制中心以及北斗用户接收终端， 总共三部分组成。北斗定位系统可向用户提供全天候、二十四小时的即时定位服务，定位精 度可达数十纳秒(ns)的同步精度，其精度与GPS相当。 目前卫星移动接收机的作用就是从众多的电波中选出规定的频带，并放大到调制解调器所要求的电平值后再由调制解调器解调出基带信号，进而进行数字处理。由于传播路径上的损耗和各种频率相互调制形成的频率干扰，接收到的卫星信号往往是变化和微弱的，因此接收机的主要指标是保证较高的灵敏度和选择性。卫星移动接收机从变频结构上划分接收机可以分为外差式接收机、零中频接收机和数字中频接收机三种。 由于"北斗"系统提供的信号载波频率高达2. 5GHz，接收机天线单元接收并提供给射频单元的信号频率很高而信道带宽又很窄，要直接滤出所需信道，则需Q值非常大的滤波器，至少目前的技术水平难以满足这一指标；另外由于高频电路在增益、精度和稳定性等方面的问题，在高频范围直接对卫星信号进行解调很不现实，现有的卫星接收机都难以有效的滤波和变频处理信号。
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本技术实施例提供了一种北斗卫星导航定位系统接 收机，将高频输入信号通过多级下变频方式与本振信号进行减频混合滤波，产生高精度的 中频输出信号更容易进行处理，同时提高了放大器的稳定性。 本技术实施例提供了一种北斗卫星导航定位系统接收机，包括依次连接的频 带选择滤波器、低噪声放大器、第一混频器、镜频抑制滤波器、第二混频器；从所述频带选择 滤波器滤波后的输入信号通过多级下变频方式与本振信号进行减频混合，产生中频输出信 号从所述第二混频器输出端输出。 进一步，所述接收机还包括第一中频放大器和第二中频放大器，用于分别补偿第 一混频器和第二混频器的损耗；所述接收机的电路结构为带接收天线的所述频带选择滤 波器、所述低噪声放大器、所述第一混频器、所述镜频抑制滤波器、所述第一中频放大器、所 述第二混频器、所述第二中频放大器依次连接。这样产生中频输出信号经放大补偿后从所 述第二中频放大器输出端输出。 进一步，所述频带选择滤波器采用单向通路和反向隔离电路设计。 再进一步，所述镜频抑制滤波器中有镜频抑制电路，实现镜频抑制，根据所述第一混频器输出的中频信号频率大小匹配调整所述镜频抑制滤波器的通频带带宽。 更进一步，所述北斗卫星导航定位系统接收机为外差式接收机，将输入信号载波通过两级下变频方式变换到合适的中频输出信号后，再由连接在接收机后的A/D器件对中频输出信号进行采样，然后由FPGA和DSP器件对采样结果进行数字信号处理。 本技术的北斗卫星导航定位系统接收机采用频带选择滤波器、低噪声放大器、第一混频器、镜频抑制滤波器、第二混频器依次连接的方式，将高频输入信号通过多级下变频方式与本振信号进行减频混合滤波，产生高精度的中频输出信号更容易进行后续基带处理，新的设计结构也有利于放大器的稳定，另外滤波器的Q值不必设计太大，减小了滤波器的制造难度。 整个接收机的结构设计简单，制造成本低，广泛适用于各种移动的手机、车载导航 仪、卫星接收导航仪等设备中。附图说明图1是本技术实施例一提供的北斗卫星导航定位系统接收机结构示意方框 图； 图2是本技术实施例二提供的北斗卫星导航定位系统接收机结构示意方框 图。具体实施方式为使本本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用 新型作进一步地详细描述。 如图1所示，本技术实施例一提供了一种北斗卫星导航定位系统接收机，其 包括依次连接的频带选择滤波器、低噪声放大器、第一混频器、镜频抑制滤波器、第二混频 器；从所述频带选择滤波器滤波后的输入信号通过多级下变频方式与本振信号进行减频混 合，产生中频输出信号从所述第二混频器输出端输出。 作为一种改进后的实施方式，如图2所示，本技术实施例二提供了一种北斗 卫星导航定位系统接收机，还包括第一中频放大器和第二中频放大器，用于分别补偿第一 混频器和第二混频器的损耗。所述接收机的电路结构为带接收天线的所述频带选择滤波 器、所述低噪声放大器、所述第一混频器、所述镜频抑制滤波器、所述第一中频放大器、所述 第二混频器、所述第二中频放大器依次连接。从所述频带选择滤波器滤波后的输入信号通 过多级下变频方式与本振信号进行减频混合，产生中频输出信号从所述第二中频放大器输 出端输出。 由于高频电路在增益、精度和稳定性等方面的问题，在高频范围直接对卫星信号 进行解调很不现实，另外考虑到前端增益较大，多级变频可以将增益分配在各个环节进行， 有利于放大器的稳定，所以本技术实施例的北斗卫星导航定位系统接收机采用外差式 接收机，通过两级下变频方式将输入信号载波变换到合适的中频输出信号后，再由连接在 接收机后的A/D器件对中频输出信号进行采样，然后由FPGA和DSP器件对采样结果进行数 字信号处理。 外差式接收机就是对外来的输入信号进行两次混频后将频率逐渐降低，信号频率4WKF与本振信号W。混频后得到中频信号WIF = WKF_W。，经过几次这样的下变频，再通过放大 和滤波最终得到想要的信号。 采用外差式接收的好处主要是中频比载波低很多，便于基带处理。通频带公式 为 BW3dB = fQ/Q 由此可知同样带宽的信号在较低的中频上对有用信道进行选取要比在载频上选 取对滤波器的Q值要求低很多。 由于卫星无线电信号很微弱，前端的增益一般要达到100-200dB。为了放大器的稳定和避免振荡，在一个频带内的放大器其增益一般不超过50-60dB。采用外差式接收方案后增益被分配到了高频、中频和基带三个频段上，有利于放大器的稳定。 上述实施例提供的北斗卫星导航定位系统接收机中各个模块功能如下 (a)所述频带选择滤波器采用单向通路和反向隔离电路设计，具有良好的单向性能和良好的反向隔离性，防止除接收频率以外的干扰信号从接收天线进入，同时还防止本振(或发射)信号通过接收天线泄漏。 (b)所述低噪声放大器是补偿预选器的损耗、提高接收机系统的信噪比、加强混频 器/本振电路与输入端口之间的隔离。 (c)所述镜频抑制滤波器中有镜频抑制电路，主要是实现镜频抑制，在低噪声放大 器后必须有抑制，否则低噪声放大器的噪声系数会由于放大后的镜频噪声混频进入信道而 成倍增加。所述镜频抑制滤波器根据所述第一混频器输出的中频信号频率大小匹配调整镜 频抑制滤波器的通频带带宽，第一混频器输出的中频信号频率越高镜频抑制滤波器的通频 带越宽。(d)所述第一混频器是将天线接收的信号与第一本振信号相减，产生第一中频信 号；所述第二混频器是将第一中频信号与第二本振信号相减，产生第二中频输出信号。(e)所述第一中频放大器和所述第二中频放大器的作用为补偿混频器的损耗，使 系统增益满足设定的要求。 需要说明的是，上述实施例中的北斗卫星导航定位系统接收机还可采用三级或更 多级混频器与本振信号进行减频混本文档来自技高网...

【技术保护点】
北斗卫星导航定位系统接收机，其特征在于，包括依次连接的频带选择滤波器、低噪声放大器、第一混频器、镜频抑制滤波器、第二混频器；从所述频带选择滤波器滤波后的输入信号通过多级下变频方式与本振信号进行减频混合，产生中频输出信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：熊如意，
申请(专利权)人：广州市圣大电子有限公司，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]