一种双模可重构的gnss射频前端接收系统的制作方法
【专利说明】一种双模可重构的GNSS射频前端接收系统
[0001]
技术领域
[0002]本发明属于卫星导航系统中多模多频接收机前端芯片的设计，涉及集成电路技术、软件技术、通讯技术和嵌入式系统等多领域的战略性技术，特别涉及一种双模可重构的GPS/北斗射频前端接收系统。
【背景技术】
[0003]卫星导航技术是全球发展最快的三大信息产业之一，在信息、交通、安全防卫、防灾救灾、环境监测等方面的应用前景十分广阔。建设北斗卫星导航系统，对于提高我国的国际地位，促进经济社会的发展，保障国家安全等许多方面，都具有十分重大特殊的意义。
[0004]目前世界上除了美国的全球卫星定位系统GPS之外，还有俄罗斯的GLONASS，我国的北斗导航定位系统，欧盟也正在计划建设能够实现多系统相互兼容的伽利略(Galileo)系统。其中，GPS卫星定位接收机产业发展较为成熟，目前全球约有二十多家制造商生产GPS接收机专用芯片，这些公司主要集中于欧美国家。
[0005]我国是卫星导航应用的大国，但是卫星导航元器件技术和生产基本上依赖于进口，其中主要包括有各类卫星导航应用终端所需的导航芯片、OEM板等，我国尚没有形成真正意义上的自主知识产权技术和产业化能力。据统计目前国内95%以上的卫星导航应用设备为GPS系统的芯片组或OEM集成产品，都是依赖进口实现。在卫星导航产品芯片市场方面，一直以来都是国外的卫星导航芯片产品占据主要市场，垄断卫星导航芯片产品的市场价格。所以，设计出我国具有自主知识产权的卫星导航芯片产品，打破国外卫星导航芯片产品长期垄断我国市场的价格具有重要的战略意义。
[0006]在性能方面，单频卫星导航接收芯片所构成的接收机由于受限于在某些特定的环境下信号不强而不能正确定位，主要应用领域也局限在民用方面而使市场开拓受限。多模GNSS卫星导航芯片所构成的接收机可以摆脱对单一导航系统的依赖，提高可靠性，在增加芯片成本极小的基础上，极大地增加了接收机的功能和可靠性，具有广阔的市场应用前景和很好的社会和经济效益。
[0007]现在，卫星导航正从GPS时代向GNSS(全球卫星导航系统)时代转变，形成GPS+Galileo (伽利略系统)+其它系统(如GL0NASS、北斗)的多系统并存的局面。GNSS在可用性、连续性和完好性方面的保障将远比单一 GPS好。伽利略系统与GPS配合使用可大幅提尚导航卫星的可用性，使单一的GPS市区可用性从55%提尚到GPS / Galileo共用时的95%。由于伽利略系统的初始设计已充分考虑了与GPS的融合，这就将形成GPS /Galileo组合的GNSS多模兼容接收机应用的批量市场，多模接收机在性价比上将大大超过单一系统的接收机。因此，多模兼容是卫星导航接收机发展的必然方向。
【发明内容】
[0008]为了克服现有技术的不足，本发明提出了一种双模可重构的GPS/北斗射频前端接收系统，能够同时接收GPS LI，北斗BI波段，功耗很低，在1.8V的电压下，工作电流小于30mA。其研制技术很容易扩展到多系统卫星导航接收机及芯片研制中，具有广泛的推广价值和积极的科技进步意义。
[0009]本发明是通过以下技术方案实现的。
[0010]一种双模可重构的GNSS射频前端接收系统，其特征在于，包括低噪声放大器、与低噪声放大器连接的第一混频器和第二混频器、同时与第一混频器和第二混频器的连接的镜像抑制滤波器、同时与第一混频器和第二混频器的连接的锁相环模块、与镜像抑制滤波器连接的第一可变增益放大器、与第一可变增益放大器连接的中频滤波器、同时与中频滤波器连接的自动调谐模块和第二可变增益放大器、与第二可变增益放大器连接的二位数模转换器模块、通过一个双向开关与锁相环模块连接的第一晶振和第二晶振、以及通过声表面滤波器与低噪声放大器连接的天线；
具体是:天线接收L1&B1波段信号，输出到声表面滤波器的输入端，声表面滤波器的输出端接入低噪声放大器的I+、1-输入端；低噪声放大器的Q+、Q-输出端分别接入第一混频器、2的I+、1-输入端，第一混频器、2的Q+、Q_输入端分别接入镜像抑制滤波器的Iq+、Iq_、Ii+、I1-输入端；锁相环模块的Q+、Q-、I+、1-输入端分别接第一混频器、2的L+、L-输入端，锁相环模块的频率选择端接双向开关Sbl，Sbl的两支路分别通过第一晶振、2接地；镜像抑制滤波器的Q+、Q-输出端分别通过电容C2、Cl接地，镜像抑制滤波器的IF+、IF-输出端接缓冲模块的输入端，缓冲模块的输出端接第一可变增益放大器的I+、1-输出端，第一可变增益放大器的0-、0+输出端接入中频滤波器的输入端；中频滤波器的输出端接第二可变增益放大器的I+、1-输入端，中频滤波器的调谐输入端接自动调谐模块的输出端，第二可变增益放大器d的0-、0+输出端接2位模数转换器输入端，模数转换器的输出端分别为后端所需要的SIG，MAG信号。
[0011 ] 在上述一种双模可重构的GNSS射频前端接收系统，低噪声放大器包括P型场效应晶体管PM1、PM2，P型场效应晶体管PM1、PM2的源极相连接入电源VDD，PM1、PM2的栅极相连接外部使能端Control，PMl，PM2的漏极分别接N型场效应晶体管的漏极；匪1、匪2的源极分别接入N型场效应晶体管匪3、NM4的漏极，匪I的栅极通过电阻Rl接匪I漏极，匪2的栅极通过电阻R4接匪2漏极，匪I的漏极接电容C5，C5的另一端即为低噪声放大器的Q-输出端，匪2的漏极接电容C7，C5的另一端即为低噪声放大器的Q+输出端；低噪声放大器的I+输入端接电容C6，C6的另一端通过电阻R2接匪I的漏极，C6与R2公共端通过电感Lgl接匪3的栅极，C6与R3公共端通过电阻R3接电流源Isl正端；匪3的源极通过电容C3接入匪3的栅极，匪3的源极通过电感Lsl接电流源Isl的正端；低噪声放大器的-输入端接电容C8，C8的另一端通过电阻R5接匪2的漏极，C8与R5公共端通过电感Lg2接NM4的栅极，C8与R5公共端通过电阻R6接电流源Isl正端；NM4的源极通过电容C4接入NM4的栅极，NM4的源极通过电感Ls2接电流源Isl的正端，Isl的负端接地。
[0012]在上述一种双模可重构的GNSS射频前端接收系统，所述混频器包括N型场效应晶体管NM6、匪7，N型场效应晶体管NM6、匪7源极相连作为混频器的I+输入端，N型场效应晶体管NM8、NM9源极相连作为混频器的1-输入端，匪7，、NM8的栅极相连作为混频器的L-输入端，NM6、NM9的栅极相连作为混频器的L+输入端，NM6、NM8的漏极相连作为混频器的Q+输出端，匪7、NM9的漏极相连作为混频器的Q-输出端。
[0013]在上述一种双模可重构的GNSS射频前端接收系统，所述镜像滤波器的Ii+输入端接电阻RFl，RFl的另一端接电阻RF5，RF5的另一端接镜像滤波器IF+输出端；镜像滤波器的Iq+输入端接电阻RF2，RF2的另一端接电阻RF6，RF6的另一端接镜像滤波器Q+输出端；镜像滤波器的I1-输入端接电阻RF3，RF3的另一端接电阻RF7，RF7的另一端接镜像滤波器IF-输出端；镜像滤波器的Iq-输入端接电阻RF4，RF4的另一端接电阻RF8，RF8的另一端接镜像滤波器Q-输出端；Ii+通过电容CFl接RF2与RF6的公共端，Iq+通过电容CF2接RF3、RF7的公共端，I1-通过电容CF3接RF4与RF8的公