一种低功耗的全球导航系统双通道射频接收机技术方案

本实用新型专利技术涉及一种低功耗的全球导航系统双通道射频接收机中，设置了两个信号通道来对应接收两路导航射频信号，其共用的正交下变频器在第一次下变频时，为双通道提供了互为镜像的中频信号；每个信号通道采用Weaver结构的镜像抑制低中频系统架构，在第二次下变频处理时对各通道的中频再进行转化，定位精准。双通道第一、第二次下变频处理使用的本振信号，是由同一个频率综合器锁相环对应设置分频系数后提供的，尤其是发送至所述正交下变频器的本振频率是两个射频信号的平均值。本实用新型专利技术中，还由同一个采样时钟模块为双通道分别提供采样时钟频率，使得系统设计简化，有效降低了功耗，并节约了成本。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种无线通讯领域的射频芯片，特别涉及一种低功耗的适用于全球导航系统(GNSS)的双通道射频接收机。
技术介绍
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，由于整个导航仪通过电池供电，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。目前在市场上，像美国的SiRF公司，加拿大的SiGe 公司和美国的MAXIM公司都已经有了很成熟的导航射频芯片，其产品多数用SiGe工艺来设计和制作，以达到低功耗，高性能的目的。如图1所示，在该些采用传统的低中频导航射频接收机的系统架构中， 1575. 42MHz的导航GPS射频调制信号，通过天线(未画出)被接收到射频的信号通道中，通过前端的低噪声放大器I(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。为了便于说明，我们以单位频率ffl. 023MHz 来计算射频(K40&)和中频频率。在导航射频芯片中，主流的中频频率是4&。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，一般中频滤波器的带宽比稍高。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，因为射频芯片需要独立成为一颗单芯片，所以模数转换器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，用作其信号强度的检测，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，将反馈信号与一个标准参考时钟(导航射频芯片一般用16&) 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 ；当反馈的频率和参考的标准频率相等4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 1536&，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LOI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， 输进频率综合器锁相环(RFPLL)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。现在世界上有四个全球导航系统Global Navigation Satellite System (GNSS) 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GL0NASS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，其射频频率是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。目前应用最广泛，最主流的导航系统就是美国的GPS导航系统。截至2011 年二月，天上已经有22颗可运营的俄国GL0NASS导航卫星。中国的北斗二代的COMPASS导航系统越来越成熟，目前天上已经有8颗导航卫星。北斗二代预计在2012年可以覆盖亚太地区并进入实质性运营。欧盟的伽利略(Galileo)导航系统发展速度是最缓慢的。然而，现在无论是俄国政府，中国政府还是欧盟，要求并鼓励消费者只使用其自己的导航系统是不现实的。第一，卫星数目不够多，就算是俄国的Glonass导航卫星也是不到对颗；第二，各自的全球导航系统(GNSS)成熟的运营还需更多的时间。所以在市场上如果有一个双通道的导航射频接收机，见表1所示可能实用的双通道组合，例如，同时能接收美国GPS导航卫星和俄国的Glonass导航卫星，或者是同时能接收美国GPS导航卫星和中国的北斗Compass导航卫星，或者是同时能接收美国GPS导航卫星和欧盟的伽利略 (Galileo)导航卫星，这种接收机就有很高和很现实的价值。不光这样，这种双通道的导航射频接收机的优点就是可以同时收到更多的卫星数目，综合定位就更加精确。组合第一通道第二通道1美国GPS俄国 GL0NASS2美国GPS中国北斗COMPASS3美国GPS欧盟的伽利略GALILEO4中国北斗COMPASS俄国 GL0NASS表1对于消费者来讲，虽然这种双通道接收机能同时接收两种GNSS导航信号，接收的卫星数目也大大增加，定位更加精准，但是终端用户还是希望其功耗和成本跟单通道的射频接收机一样或高出不多。目前没有一种双通道的导航射频接收机能够同时满足该些要求
技术实现思路
本技术的目的是提供一种低功耗的全球导航系统双通道射频接收机，能够以精简优化的系统设计，接收两路GNSS射频导航信号进行精准定位，同时获得与现有单通道方案一样的低功耗低成本效果。为了达到上述目的，本技术的技术方案是一种低功耗的全球导航系统双通道射频接收机，其设置了第一、第二通道来对应接收两路射频信号；所述第一、第二通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

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