一种多频点卫星导航接收机的制作方法

文档序号:15285413发布日期:2018-08-29 00:01阅读:228来源:国知局

本实用新型属于卫星导航接收机领域,尤其涉及一种多频点卫星导航接收机。



背景技术:

在理论上美国的GPS(Global Positioning System,全球定位系统)实现了全球的覆盖,而且也提供了高精度的民用定位导航服务,GPS的可见卫星数目在一般情况下为6-8颗。而在实际应用当中,由于地理环境的特殊性,又或者卫星信号在传播过程中由于遮挡、散射等受到严重的衰减,一些地方出现可见卫星的数目少于4颗的情况,导致出现信号盲区,以至于无法实现定位。随着卫星导航接收机技术的日益成熟与完善,目前的GNSS(Global Navigation Satellite System,全球卫星导航系统)除了GPS外,还包括:俄罗斯的GLONASS(格洛纳斯卫星导航系统)、中国的BD(北斗卫星导航系统)和欧洲的Galileo(伽利略卫星定位系统)。利用多频点联合定位具有更多的可见卫星数量,更优的GDOP(Geometric Dilution Precision,几何精度因子),能够在环境较差的条件下工作,并且能够提供准确,可靠的定位结果。然而,目前的多频点联合定位都是采用一个天线来实现,因此无法实现测向的功能,不能满足实时测量载体运动的航向的需求。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种多频点卫星导航接收机,旨在解决目前的多频点联合定位都是采用一个天线来实现,因此无法实现测向的功能,不能满足实时测量载体运动的航向的需求的问题。

本实用新型提供了一种多频点卫星导航接收机,包括电源模块、射频前端处理模块、基带信号处理模块、通信接口模块、第一天线和第二天线;电源模块分别给射频前端处理模块、基带信号处理模块、第一天线和第二天线供电,第一天线和第二天线分别与射频前端处理模块连接,射频前端处理模块与基带信号处理模块连接,基带信号处理模块与通信接口模块连接。

进一步地,所述射频前端处理模块包括对第一天线接收的GNSS信号的下变频电路和对第二天线接收的GNSS信号的下变频电路,其中,

对第一天线接收的GNSS信号的下变频电路包括输入端接收第一天线接收的GNSS信号的低噪放模块、与低噪放模块的输出端连接的第一功分器、分别与第一功分器的输出端连接的第一声表滤波器、第二声表滤波器和第三声表滤波器、分别与第一声表滤波器和第二声表滤波器的输出端连接的下变频模块,第三声表滤波器的输出端与下变频模块内部的低噪放模块的输入端连接,下变频模块内部的低噪放模块的输出端与上变频混频模块连接,上变频混频模块的输出端接第二功分器,第二功分器的输出端接下变频模块;

对第二天线接收的GNSS信号的下变频电路包括输入端接收第二天线接收的GNSS信号的低噪放模块、与低噪放模块的输出端连接的第一功分器、分别与第一功分器的输出端连接的第一声表滤波器、第二声表滤波器和第三声表滤波器、分别与第一声表滤波器和第二声表滤波器的输出端连接的下变频模块,第三声表滤波器的输出端与下变频模块内部的低噪放模块的输入端连接,下变频模块内部的低噪放模块的输出端与上变频混频模块连接,上变频混频模块的输出端接第二功分器,第二功分器的输出端接下变频模块。

进一步地,与第一天线对应的下变频模块和与第二天线对应的下变频模块均包括四个下变频芯片,每一个频点对应一个下变频芯片。

进一步地,下变频芯片是可编程的下变频芯片。

进一步地,所述电源模块包括电源VCC和分别与电源VCC连接的基带信号处理供电模块、射频前端处理供电模块和天线供电模块,电源VCC通过天线供电模块给第一天线和第二天线供电,电源VCC通过射频前端处理供电模块给射频前端处理模块供电,电源VCC通过基带信号处理供电模块给基带信号处理模块供电。

进一步地,所述天线供电模块由开关电容稳压芯片及外围电路构成,射频前端处理供电模块由稳压芯片及外围电路构成,基带信号处理供电模块由电源管理芯片及外围电路构成。

进一步地,所述基带信号处理供电模块还包括核电压自动切换保护模块,核电压自动切换保护模块包括自动切断短路功能保护的降压转换器及其外围电路,基带信号处理供电模块的电源管理芯片的输出端接降压转换器的使能端。

在本实用新型中,由于多频点卫星导航接收机包括分别与射频前端处理模块连接第一天线和第二天线,因此双天线设计可以完成测向的功能,能满足实时测量载体运动的航向的需求。又由于下变频芯片是可编程的下变频芯片,因此集成度高、功耗低、体积小,应用范围广。又由于基带信号处理供电模块包括核电压自动切换保护模块,核电压自动切换保护模块包括自动切断短路功能保护的降压转换器及其外围电路,因此如果电源管理芯片输出的VCC3.0短路的话,通过降压转换器可以将ARM芯片和FPGA芯片的核电压切断,ARM芯片和FPGA芯片不工作,从而保证ARM芯片及FPGA不会被烧坏。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的多频点卫星导航接收机的结构框图。

图2是射频前端处理模块的结构框图。

图3是基带信号处理供电模块的核电压自动切换保护模块的原理框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。

为了说明本实用新型所述的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。

请参阅图1,本实用新型实施例提供的多频点卫星导航接收机包括电源模块11、射频前端处理模块12、基带信号处理模块13、通信接口模块14、第一天线15和第二天线16。电源模块11分别给射频前端处理模块12、基带信号处理模块13、第一天线15和第二天线16供电,第一天线15和第二天线16分别与射频前端处理模块12连接,射频前端处理模块12与基带信号处理模块13连接,基带信号处理模块13与通信接口模块14连接。

请参阅图2,在本实用新型实施例中,射频前端处理模块包括对第一天线接收的GNSS信号的下变频电路和对第二天线接收的GNSS信号的下变频电路,其中,

对第一天线接收的GNSS信号的下变频电路包括输入端接收第一天线接收的GNSS信号的低噪放模块121、与低噪放模块121的输出端连接的第一功分器122、分别与第一功分器122的输出端连接的第一声表滤波器123、第二声表滤波器124和第三声表滤波器128、分别与第一声表滤波器123和第二声表滤波器124的输出端连接的下变频模块125,第三声表滤波器128的输出端与下变频模块125内部的低噪放模块的输入端连接,下变频模块125内部的低噪放模块的输出端与上变频混频模块126连接,上变频混频模块126的输出端接第二功分器127,第二功分器127的输出端接下变频模块125;

对第二天线接收的GNSS信号的下变频电路包括输入端接收第二天线接收的GNSS信号的低噪放模块221、与低噪放模块221的输出端连接的第一功分器222、分别与第一功分器222的输出端连接的第一声表滤波器223、第二声表滤波器224和第三声表滤波器228、分别与第一声表滤波器223和第二声表滤波器224的输出端连接的下变频模块225,第三声表滤波器228的输出端与下变频模块225内部的低噪放模块的输入端连接,下变频模块225内部的低噪放模块的输出端与上变频混频模块226连接,上变频混频模块226的输出端接第二功分器227,第二功分器227的输出端接下变频模块225。

与第一天线对应的下变频模块124和与第二天线对应的下变频模块224均包括四个下变频芯片,每一个频点对应一个下变频芯片,下变频芯片可以是可编程的下变频芯片,功耗低、使用灵活。天线信号首先经过低噪放模块将GNSS信号进行放大,然后将放大后的信号经过功分器模块分为三路(L1、B1、L2_B3)信号,最后L1、B1信号分别经过第一声表滤波器后送入对应的下变频模块混频至中频给基带信号处理模块处理,L2_B3信号则是经过第二声表滤波器后进入下变频模块内部的低噪放模块处理后输出给上变频芯片,将L2_B3信号进行上变频处理至下变频模块的本振范围内,再经过第二功分器分为两路(L2、B3)信号分别给对应的下变频模块混频至中频给基带信号处理模块处理。

本实用新型实施例提供的多频点卫星导航接收机实现测向功能的工作原理如下:

在待测航向载体上放置本实用新型实施例提供的多频点卫星导航接收机,第一天线、第二天线接收的GNSS信号经过图2所示的下变频流程进入基带信号处理模块,由于多频点卫星导航接收机的对第一天线和第二天线接收的GNSS信号的下变频电路完全对称,信号经过射频前端处理模块进入基带信号处理模块的硬件时延可以忽略不计,视为互相平行的路径,基带信号处理模块通过求解卫星信号载波相位的双差方程得到基线向量,解算出的基线向量后经过坐标转换,可以得到在本地地理坐标系下的定向结果。

在本实用新型实施例中,电源模块11包括电源VCC 111和分别与电源VCC111连接的基带信号处理供电模块112、射频前端处理供电模块113和天线供电模块114。天线供电模块114可以是由开关电容稳压芯片及外围电路构成,射频前端处理供电模块113可以是由稳压芯片及外围电路构成,稳压芯片例如是型号为VRD2828TX的芯片,基带信号处理供电模块112可以是由电源管理芯片及外围电路构成,电源管理芯片例如是型号为TPS650250的芯片。3.3V电源VCC通过开关电容稳压芯片转成5.0V给第一天线和第二天线供电,3.3V电源VCC通过稳压芯片给射频前端处理模块供电,3.3V电源VCC通过电源管理芯片TPS650250转换成各类电压给基带信号处理模块供电。

在本实用新型实施例中,基带信号处理供电模块还可以包括核电压自动切换保护模块,如图3所示,核电压自动切换保护模块包括自动切断短路功能保护的降压转换器IC8(例如型号为TPS62085)及其外围电路,基带信号处理供电模块的电源管理芯片的vcc_3.0输出端接降压转换器IC8的使能端,降压转换器IC8的外围电路包括串联在降压转换器IC8的电压输出端的电感L1,和串联在电感L1的另一端的并联的第九电容C9和第十电容C10,经第九电容C9和第十电容C10滤除基带信号处理模块的ARM芯片和FPGA芯片的核电压的低频和高频分量,输出VCC_1.1v给基带信号处理模块。如果电源管理芯片输出的VCC3.0短路的话,通过降压转换器可以将ARM芯片和FPGA芯片的核电压切断,使ARM芯片和FPGA芯片不工作,从而保证ARM芯片及FPGA不会被烧坏。在本实用新型实施例中,通信接口模块可以是串行接口和网络通信接口,例如3G模块、4G模块、5G模块等。

在本实用新型中,由于多频点卫星导航接收机包括分别与射频前端处理模块连接第一天线和第二天线,因此双天线设计可以完成测向的功能,能满足实时测量载体运动的航向的需求。又由于下变频芯片是可编程的下变频芯片,因此集成度高、功耗低、体积小,应用范围广。又由于基带信号处理供电模块包括核电压自动切换保护模块,核电压自动切换保护模块包括自动切断短路功能保护的降压转换器及其外围电路,因此如果电源管理芯片输出的VCC3.0短路的话,通过降压转换器可以将ARM芯片和FPGA芯片的核电压切断,ARM芯片和FPGA芯片不工作,从而保证ARM芯片及FPGA不会被烧坏。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1