一种多频段GNSS接收机的制作方法

本申请涉及卫星导航，特别地涉及一种多频段全球导航卫星系统（global navigation satellite system, gnss）接收机。

背景技术：

1、全球导航卫星系统（global navigation satellite system, gnss）能够为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、测速与授时服务。

2、目前全球导航卫星系统主要包括：四大全球导航卫星系统、两个区域卫星导航系统、以及多个星基增强系统（satellite based augmentation system，sbas）。

3、其中，四大全球导航卫星系统分别是：北斗卫星导航系统、gps（globalpositioning system）、glonass（global navigation satellite system）、以及galileo。

4、两个区域卫星导航系统分别是：日本的准天顶卫星系统（quasi-zenithsatellite system，qzss）、以及印度区域导航卫星系统（indian regional navigationsatellite system，irnss），后者也称为印度星座导航（navigation with indianconstellation，navic）。

5、全球已经建立多个星基增强系统（sbas），例如：faa根据导航需求建设的gps性能增强系统：广域增强系统（wide area augmentation system，waas）、欧洲自主开发建设的欧洲地球静止导航重叠服务（european geostationary navigation overlay service，egnos）、日本基于多功能运输卫星（mtsat）的扩增系统：多功能卫星增强系统（multi-functional satellite augmentation system, msas）。

6、上述几类系统共同形成了目前全球导航卫星系统多系统、多频段、满天星的格局。众多不同频段的gnss信号给gnss接收机的设计，尤其是射频前端模块的设计带来巨大的挑战。

7、现有的多频段gnss接收机射频前端模块通常由功分器和声表滤波器组成，实现多频段gnss信号的接收。功分器是一种将一路输入信号能量分成两路或多路输出相等或不相等能量的器件。现有gnss接收机采用的功分器通常是将一路输入信号的能量进行均分，考虑功分器的插入损耗，每一路输出信号相比输入信号都有较大（例如几db）的能量衰减，这种能量衰减进而影响gnss接收机后续模块的工作性能。

8、另外，即便忽略功分器造成的能量衰减，目前市面上多频段gnss接收机射频前端模块的设计也很少有能够同时支持前述所有系统、所有频段的gnss信号。个别能够接收全系统全频段gnss信号的接收机，也都存在射频前端模块设计过于复杂、生产成本高、功率消耗大的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的技术问题，本申请提出一种多频段gnss接收机，包括：天线模块，包括第一有源天线；射频前端模块，包括一型双工器，所述一型双工器的第一端口与所述第一有源天线耦合，配置为从所述第一有源天线接收gnss信号；所述一型双工器还配置为将所述gnss信号中处于lf频段的信号和处于mf/mfh频段的信号分两个射频通道处理，并分别从所述一型双工器的第二端口和第三端口输出；射频信号处理模块，与所述射频前端模块耦合，配置为接收所述射频前端模块输出的gnss信号；gnss基带信号处理模块，与所述射频信号处理模块耦合；以及中央处理器模块，与所述gnss基带信号处理模块耦合；其中，所述一型双工器第二输出端口所在射频通道最大插入损耗对应的频点大于lf频段频率范围的最大值，所述一型双工器第三输出端口所在射频通道最大插入损耗对应的频点小于mf/mfh频段频率范围的最小值。

2、总体来说，本申请提出的多频段gnss接收机具有以下优点：

3、（1）射频前端模块能够支持多系统多频段、甚至是全系统全频段的gnss信号；

4、（2）天线模块支持单天线或双天线的配置；

5、（3）根据gnss信号频段占用特点引入双工器，大幅降低信号分路之后输出信号的功率损失，同时在射频前端模块即可将gnss信号按照不同频段分路，降低了后续模块的工作复杂程度；

6、（4）采用市场成熟器件，节省设计和生产成本；

7、（5）射频前端模块结构紧凑，灵活性高，节省成本和降低功耗；

8、（6）减少使用功分器，必须使用功分器时，避免在功分器的输出端连接滤波器，减少滤波器使用数量，提升性能、降低成本。

技术特征：

1.一种多频段gnss接收机，包括：

2.根据权利要求1所述的gnss接收机，其中所述射频前端模块还包括：

3.根据权利要求2所述的gnss接收机，其中所述射频前端模块还包括功分器，耦合在所述一型滤波器与所述射频信号处理模块之间，配置为将所述一型滤波器输出的gnss信号能量均分后形成两个射频通道输出，使所述射频信号处理模块和所述gnss基带信号处理模块能够在两个射频通道中分别处理处于lfl频段的信号和处于lfh频段的信号。

4.根据权利要求1或2所述的gnss接收机，其中lf频段的频率范围是：1166.220mhz至1283.865mhz；mf频段的频率范围是：1530.000mhz至1605.886mhz；mfh频段的频率范围是：1559.052mhz至1605.886mhz。

5.根据权利要求3所述的gnss接收机，其中lfl频段的频率范围满足：最低频率为1166.220mhz，最高频率大于等于1225.0425mhz；lfh频段的频率范围满足：最低频率小于等于1225.0425mhz，最高频率为1283.865mhz。

6.一种多频段gnss接收机，包括：

7.根据权利要求6所述的gnss接收机，其中所述第一射频前端模块还包括：

8. 根据权利要求7所述的gnss接收机，其中所述第一射频前端模块还包括第一功分器，耦合在所述第一一型滤波器与所述第一射频信号处理模块之间，配置为将所述第一一型滤波器输出的gnss信号能量均分后形成两个射频通道输出，使所述第一射频信号处理模块和所述第一gnss基带信号处理模块能够在两个射频通道中分别处理处于lfl频段的信号和处于lfh频段的信号；

9.根据权利要求6或7所述的gnss接收机，其中lf频段的频率范围是：1166.220mhz至1283.865mhz；mf频段的频率范围是：1530.000mhz至1605.886mhz；mfh频段的频率范围是：1559.052mhz至1605.886mhz。

10.根据权利要求8所述的gnss接收机，其中lfl频段的频率范围满足：最低频率为1166.220mhz，最高频率为大于等于1225.0425mhz；lfh频段的频率范围满足：最低频率小于等于1225.0425mhz，最高频率为1283.865mhz。

11.一种多频段gnss接收机，包括：

12.根据权利要求11所述的gnss接收机，其中所述射频前端模块还包括：

13.根据权利要求12所述的gnss接收机，其中所述射频前端模块还包括：

14.根据权利要求11或12所述的gnss接收机，其中lf频段的频率范围是：1166.220mhz至1283.865mhz；mf频段的频率范围是：1530.000mhz至1605.886mhz；mfh频段的频率范围是：1559.052mhz至1605.886mhz；hf频段的频率范围是：2483.590mhz至2499.910mhz。

15.根据权利要求13所述的gnss接收机，其中lfl频段的频率范围满足：最低频率为1166.220mhz，最高频率为大于等于1225.0425mhz；lfh频段的频率范围满足：最低频率小于等于1225.0425mhz，最高频率为1283.865mhz。

16.一种多频段gnss接收机，包括：

17.根据权利要求16所述的gnss接收机，其中所述第一射频前端模块还包括:

18.根据权利要求17所述的gnss接收机，其中所述第一射频前端模块还包括：

19.根据权利要求16或17所述的gnss接收机，其中lf频段的频率范围是：1166.220mhz至1283.865mhz；mf频段的频率范围是：1530.000mhz至1605.886mhz；mfh频段的频率范围是：1559.052mhz至1605.886mhz；hf频段的频率范围是：2483.590mhz至2499.910mhz。

20.根据权利要求18所述的gnss接收机，其中lfl频段的频率范围满足：最低频率为1166.220mhz，最高频率为大于等于1225.0425mhz；lfh频段的频率范围满足：最低频率小于等于1225.0425mhz，最高频率为1283.865mhz。

技术总结
本申请涉及卫星导航技术领域，提出一种多频段GNSS接收机，其射频前端模块采用双工器或双工器级联的结构，每级双工器能够将接收到的GNSS信号按照不同频段分路，并分别从两个输出端输出，形成两个射频通道分别处理不同频段GNSS信号，还可以根据需要在双工器的输出端设置针对不同频率的滤波器，不会带来输入输出端阻抗失配问题。本申请提出的多频段GNSS接收机的射频前端模块能够支持多系统多频段、乃至全系统全频段GNSS信号，大幅降低信号分路之后输出信号的功率损失，提升GNSS接收机整体性能，在射频前端模块即可将GNSS信号按照不同频段分路，降低后续模块的工作复杂程度，结构紧凑，灵活性高，节省成本和降低功耗。

技术研发人员：魏禛怡,张洪伦
受保护的技术使用者：北京凯芯微科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21