一种车载无线通信GNSS与蜂窝共存干扰抑制电路结构的制作方法

一种车载无线通信gnss与蜂窝共存干扰抑制电路结构
技术领域
1.本实用新型涉及无线通信电子产品，尤其是车载无线通信、车载平板、车载导航、车载高精度定位等一种车载无线通信gnss与蜂窝共存干扰抑制电路结构。


背景技术：

2.从可穿戴设备、智能家居设备到汽车自动驾驶、汽车导航、汽车高精度定位、汽车t-box、汽车多媒体平板、人员及资产追踪等电子无线通信设备，全球导航卫星系统（gnss）技术在实现精准定位方面扮演愈发重要的作用。
3.通常，gnss接收机与蜂窝4g和5g通信调制解调器协同工作，4g和5g调制解调器将gnss接收机获得的位置数据通过无线传输到云端进行数据处理、存储和可视化以及进行自动驾驶、自动导航等服务。
4.由于gnss接收机完全依赖卫星信号来计算位置，当卫星信号受到相邻和同频的无线电频率上射频信号或者杂散噪声信号的干扰时，gnss接收机的定位灵敏度、定位时间、定位精度将受到恶化，甚至可能导致gnss定位信号的中断，会影响gnss接收机的数据可靠性，而对于gnss和4g 5g调制解调器共板的这种设计就会存在蜂窝射频信号对于gnss接收机造成干扰，其性能会受到4g和5g调制解调器数据传输过程中发射的射频信号干扰而降低gnss系统性能。
5.传统的方案解决蜂窝对gnss的共存干扰主要是在gnss射频通路上增加saw方案来抑制带外杂散，但是对于高精度gnss一般都增加有elna方案，对于一些带外杂散干扰增大saw的带外抑制基本可以解决，但是对于蜂窝低频信号的主波的二次谐波落到gnss系统中心频点的这种干扰无法抑制解决，而主波信号太强，主波进入到elna自身会产生非线性谐波杂散，刚好落到gnss带内，无法解决蜂窝低频对gnss系统的干扰问题，无法满足需求。
6.综上所述，上述现有技术具有以下的缺点和不足：只是在gnss系统上增加saw方案，只能解决普通带外杂散问题；蜂窝通路未考虑b13/b14二次谐波落到gnss中心频点，没有针对性干扰抑制；gnss通路为考虑b13/b14主波进入到elna产生的非线性谐波杂散干扰。


技术实现要素：

7.针对上述技术问题和不足，本实用新型提供一种车载无线通信gnss与蜂窝共存干扰抑制电路结构，在蜂窝射频通路上增加高抑制度的lpf+notch电路，降低蜂窝低频信号的谐波杂散信号；在gnss射频通路上增加notch+hpf电路，降低主波信号强度，从而降低elna的非线性谐波杂散干扰。
8.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
9.一种车载无线通信gnss与蜂窝共存干扰抑制电路结构，主要存在于gnss系统和4g、5g调制解调器共板中，主要包含蜂窝4g和5g射频通路、gnss接收机射频通路。
10.所述蜂窝4g和5g射频通路，主要包含射频低通滤波器lpf、陷波器电路notch1；所述陷波器电路notch1和射频低通滤波器lpf都是分立搭建的电路；射频低通滤波器lpf是由
两个电感串联形成的低通滤波电路，陷波器电路notch1是由一个电感和一个电容组成；所述gnss接收机射频通路，主要包含陷波器电路notch2、高通滤波器hpf、gnss接收机；所述高通滤波器hpf主要是由两个电容串联形成高通滤波电路；所述陷波器电路notch2是由一个电感和一个电容组成。
11.所述蜂窝4g和5g射频通路，还包含蜂窝收发器tr、射频功率放大器pa、射频双工器、射频开关asm、射频天线。
12.蜂窝收发器tr信号输出到射频功率放大器pa进行放大，信号经过射频双工器再到射频低通滤波器lpf，接着经过陷波器电路notch1以及射频开关asm到射频天线进行空间辐射。
13.所述gnss接收机射频通路，还包含由gnss天线、前置saw滤波器、低噪声放大器lna、后置saw滤波器。
14.信号通过gnss天线耦合接收到达陷波器电路notch2以及高通滤波器hpf，对蜂窝低频主波进行抑制，接着到前置saw滤波器进行带外信号抑制，再通过低噪声放大器lna进行放大输出到后置saw滤波器进行二次带外抑制，最后进入到gnss接收机进行解调。
15.其中射频双工器、前置saw滤波器、后置saw滤波器、射频功率放大器pa、低噪声放大器lna、射频开关asm都是集成的射频器件。
16.进一步的，在蜂窝4g和5g射频通路上，增加对蜂窝低频b13/b14的高频谐波杂散抑制，在gnss接收机射频通路上，增加对b13/b14主波频点的高抑制度，从而解决掉蜂窝低频主波进入gnss系统射频链路中的elna产生的非线性杂散干扰。
17.所述陷波器电路notch1和低通滤波器lpf，是用于解决蜂窝低频的二次谐波杂散干扰和gnss通路上解决蜂窝低频谐波干扰的电路结构。
18.在蜂窝通路上的陷波器lpf、陷波器电路notch1，主要用于是抑制b13/b14蜂窝低频刚好落到gnss中心频点附近的二次谐波。
19.本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
20.1、蜂窝低频输出增加lpf+notch分立电路，蜂窝b13/b14谐波杂散得到抑制解决蜂窝通路的谐波干扰；
21.2、 gnss射频电路上增加notch降低b13/b14蜂窝主波信号进入到elna产生的非线性谐波杂散干扰；
22.3、采用分立射频阻容感方案，成本较低、精度较高，射频一致性较高，射频干扰抑制一致性较好。
附图说明
23.下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行进一步描述。
24.图1是本实用新型提供的车载无线通信gnss与蜂窝共存干扰抑制电路结构原理框图。
25.图2是蜂窝低频b13/b14干扰gnss频点源头示意图。
26.图3是陷波器notch1和射频低通滤波器电路结构图。
27.图4是陷波器notch1和射频低通滤波器电路的抑制效果图。
28.图5是陷波器notch2和射频高通滤波器电路结构图。
29.图6是陷波器notch2和射频高通滤波器电路的抑制效果图。
具体实施方式
30.为了使本实用新型的目的、技术方案及有益效果更加清楚，以下结合本实用新型的两种优选实施例及其附图进行详细描述。
31.如图1所示，蜂窝射频链路通过pa输出经过双工器、lpf、asm器件到蜂窝天线进行发射，由于pa、asm等射频电路上的有源器件，会产生非线性效应，从而产生一些谐波杂散干扰信号，而这些谐波杂散干扰信号如图2所示，蜂窝低频band比如b13/b14两个频段频点在788m，二次谐波刚好落到gnss的1575.42m附近，而蜂窝天线通过天线耦合的方式，耦合到gnss天线上，从而进入到gnss的射频链路中，gnss链路经过notch2、pre saw、elna、post saw进入到gnss接收机中，导致同频干扰，降低gnss系统的载噪比，导致gnss定位精度和定位灵敏度指标恶化。
32.如图3所示，在蜂窝射频通路增加此notch1电路，有l1、l2、c1、l3分立阻容感电路构成低通滤波、谐波抑制陷波电路，其中l1和l3组成低通滤波，主要抑制整个蜂窝低频的二次谐波段，l2和c1组成陷波电路，主要针对蜂窝低频的二次谐波刚好落到gnss的频段内的频率，最大限度的降低蜂窝低频的非线性二次谐波杂散对gnss的干扰影响，实际效果如图4所示蜂窝低频的二次谐波整个频段都在-40db以下，落到gnss频段的谐波杂散抑制度高达-60~-80db，也就是增加本实用新型的分立电路结构，可以将蜂窝低频的射频通路的二次谐波杂散抑制多增加40db以上，重点干扰频段增加抑制度60~80db左右，加上通路的双工器以及蜂窝低频和gnss天线之间隔离度，gnss射频链路天线上耦合到的蜂窝低频谐波杂散已在-100db以下。
33.在gnss系统射频链路中，增加notch2电路，如图5所示，分别由c2、l4、c3、c4分立阻容感电路组成，其中c2、c4两个元件组成高通滤波，l4和c3组成notch陷波电路，如图6所示，通过此电路结构对于蜂窝低频的主波抑制达到-35db以下，而对于重点落到gnss射频频带内的主频点抑制高达-79db，大大减弱蜂窝主频信道进入gnss系统的射频链路中elna器件由于非线性产生的二次谐波杂散，再配合gnss系统射频链路中的pre saw和post saw，可以完全解决蜂窝射频链路的邻频或其他带外非线性谐波杂散干扰，本实用新型的电路设计结构，可以极大改善和解决蜂窝低频信号如b13和b14两个频段产生谐波杂散干扰gnss系统接收的问题，提升gnss系统和蜂窝射频系统共存的电路设计中gnss接收机的定位灵敏度、定位时间、定位精度将保证gnss接收机的数据可靠性。
34.以上所述，本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改型和改变。因此，本实用新型覆盖了落入所附的权利要求书及其等同物的范围内的各种改型和改变。