专利名称：北斗一期和北斗二期射频兼容接收方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及卫星导航技术领域，特别涉及一种北斗一期和北斗二期射频兼容接收方法及装置。
背景技术：
中国北斗卫星导航系统(BD)是继美国GPS、GL0NASS、欧洲Galileo之后，全球第四大卫星导航系统。中国北斗卫星导航系统将于2012年覆盖亚太区域，即北斗区域卫星导航系统(BD2 —期)，2020年将形成由30多颗卫星组网具有覆盖全球的能力，即北斗全球卫星导航系统(BD2 二期)。BD是中国独立自主的卫星导航系统，既具备高精度PNT(定位、导航、授时)的功能，又具备短报文通信功能。BD将应用于各行各业，其应用将只限于人们的想象力。由于BD2—期信号与BD2 二期信号无论在中心频率、调制方式，以及采用的扩频码、电文等方面均存在着很大的差异。因此BD接收机的研发必须考虑到区域卫星导航系统到·全球系统的过渡和兼容，否则，针对区域系统的接收机就不能用在全球系统中，这将不但给用户带来麻烦，也将增加接收机的生产成本。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种北斗一期和北斗二期射频兼容接收方法及装置，其能够解决北斗系统从区域向全球过渡过程中所产生的兼容性问题，实现BD2 —期信号与BD2 二期信号兼容接收是解决平稳过渡的有效途径。为解决上述问题，本发明是通过以下方案实现的一种北斗一期和北斗二期射频兼容接收装置，主要由电源模块、以及与电源模块相连的天线、低噪声放大模块、射频模块和基带信号处理模块组成。其中所述低噪声放大模块包括抗干扰滤波器、第一级放大器、功分器、2个窄带滤波器和2个第二级放大器；天线连接在抗干扰滤波器的输入端上，抗干扰滤波器的输出端经第一级放大器与功分器的输入端相连；功分器的2个输出端上各依次接有I个窄带滤波器与I个第二级放大器。所述射频模块包括2个下变频器、2个带通滤波器、2个自动增益控制器、2个中频分路器、4个中频滤波器、频率合成器、以及模数转换器。上述低噪声放大模块的每个第二级放大器的输出端各依次经I个下变频器、I个带通滤波器和I个自动增益控制器与I个中频分路器的输入端连接。每个中频分路器的2个输出端上各接有2个中频滤波器。上述4个中频滤波器的输出端均连接至模数转换器的输入端。模数转换器的输出端与基带信号处理模块相连。频率合成器的分别连接模数转换器和2个下变频器。上述方案中，频率合成器采用同源的高稳定IOMHz晶振作为参考，综合出射频模块所需的各种频率。上述方案中，频率综合器给2个下变频器提供的本振频率分别为1490MHz和1120MHz，给模数转换器提供的本振频率为62MHz。
上述方案中，天线为贴片式天线。上述方案中，2个自动增益控制器均采用模拟控制方式。上述方案中，4个中频滤波器均为声表面波滤波器。一种北斗一期和北斗二期射频兼容接收方法，包括如下步骤
(I)天线接收北斗信号，然后送给低噪放大模块进行放大。(2)低噪放大模块中对天线接收下的信号进行预处理后送入射频模块，即抗干扰滤波器将北斗信号中的带外干扰信号滤除后送至第一级放大器进行低噪声级放大。放大后的信号送入功分器将北斗射频信号中的BI频段和B2频段分开。BI频段和B2频段2路射频信号分别由I个窄带滤波器限制噪声带宽和I个第二级放大器放大增益后送至射频模块。(3)射频模块从低噪放大模块输出的射频信号进行下变频、滤波、放大，变换成合适的中频信号给基带信号处理模块。即频率综合器采用同源的稳定晶振作为参考，综合出模块所需的各种频率。2个下变频器在频率合成器的控制下，分别对滤波放大后的BI频段射频信号和B2频段射频信号进行下变频为BI频段中频信号和B2频段中频信号。2个带通滤波器对BI频段中频信号和B2频段中频信号进行中频滤波。2个自动增益控制器分别对滤波后的BI频段中频信号和B2频段中频信号进行自动增益控制。2个中频分路器分别对增益后的BI频段中频信号和B2频段中频信号各进行分频为2路分频信号。4个中频滤波器分别对4路分频信号进行带通采样。模数转换器在频率合成器的控制下，分别将4路带通采样信号进行模数转换后送至基带信号处理模块。上述方案中，频率合成器采用同源稳定的IOMHz晶振作为参考，综合出射频模块所需的各种频率。上述方案中，频率综合器给处理BI频段射频信号的下变频器提供的本振频率为1490MHz，频率综合器给处理B2频段射频信号的下变频器提供的本振频率为1120MHz ;频率综合器给模数转换器提供的本振频率为62MHz。与现有技术相比，本发明通过对天线、LNA、下变频单元和基带的合理设计，即通过赋形和增益的分配，实现天线的宽频带、小型化和抗多径设计。为了安装的灵活性，低噪声放大器(LNA)与天线独立设计，LNA主要由抗干扰滤波器、第一级放大器、窄带滤波器、第二级放大器构成。射频模块采用一次变频结构，其频率方案的选择不产生组合频率干扰、交调、互调干扰。频率综合器采用同源的高稳定IOMHz晶振作为参考。为了完成北斗一期和北斗二期信号的兼容接收，4个中频滤波器实现采用声表面波滤波器，可以保证稳定的幅度与相位特性。AGC的控制采用模拟控制方式。因此本发明能够在不增加设计复杂度和体积的前提下，可以兼容接收北斗一期和北斗二期信号，实现了北斗区域系统到全球系统的平稳过渡，降低用户段在系统升级带来的额外成本。


图I为一种优选北斗一期和北斗二期射频兼容接收装置的原理示意图。
具体实施例方式参见图1，本发明一种优选的北斗一期和北斗二期射频兼容接收装置，主要由电源模块、以及与电源模块相连的天线、低噪声放大模块、射频模块和基带信号处理模块组成。在工作中，接收机从天线接收北斗卫星信号，到完成定位解算，要经过射频模块完成信号下变频、Α/D转换为中频数字信号，基带信号处理模块完成信号的同步及导航信息的电文解码、伪距提取和PVT计算，最后再将定位信息串口输出。在本发明中，天线用于接收北斗导航信号，然后送给低噪放大模块进行放大。天线和低噪放的性能好坏直接影响到接收机灵敏度、抗多径、抗干扰等指标。为了完成北斗一期和北斗二期信号的兼容接收，要求天线宽频带。在本发明优选实施例中，天线指标要求如表I所示。表I天线技术指标
权利要求
1.北斗一期和北斗二期射频信号兼容接收装置，主要由电源模块、以及与电源模块相连的天线、低噪声放大模块、射频模块和基带信号处理模块组成，其特征在于 所述低噪声放大模块包括抗干扰滤波器、第一级放大器、功分器、2个窄带滤波器和2个第二级放大器；天线连接在抗干扰滤波器的输入端上，抗干扰滤波器的输出端经第一级放大器与功分器的输入端相连；功分器的2个输出端上各依次接有I个窄带滤波器与I个第二级放大器； 所述射频模块包括2个下变频器、2个带通滤波器、2个自动增益控制器、2个中频分路器、4个中频滤波器、频率合成器、以及模数转换器；上述低噪声放大模块的每个第二级放大器的输出端各依次经I个下变频器、I个带通滤波器和I个自动增益控制器与I个中频分路器的输入端连接；每个中频分路器的2个输出端上各接有2个中频滤波器；上述4个中频滤波器的输出端均连接至模数转换器的输入端；模数转换器的输出端与基带信号处理模块相连；频率合成器的分别连接模数转换器和2个下变频器。
2.根据权利要求I所述北斗一期和北斗二期射频信号兼容接收装置，其特征在于频率合成器采用同源稳定的IOMHz晶振作为参考，综合出射频模块所需的各种频率。
3.根据权利要求I或2所述的北斗一期和北斗二期射频信号兼容接收装置，其特征是频率综合器给2个下变频器提供的本振频率分别为1490MHz和1120MHz，给模数转换器提供的本振频率为62MHz。
4.根据权利要求I所述北斗一期和北斗二期射频信号兼容接收装置，其特征在于:天线为贴片式天线。
5.根据权利要求I所述北斗一期和北斗二期射频信号兼容接收装置，其特征在于2个自动增益控制器均采用模拟控制方式。
6.根据权利要求I所述北斗一期和北斗二期射频信号兼容接收装置，其特征在于4个中频滤波器均为声表面波滤波器。
7.北斗一期和北斗二期射频信号兼容接收方法，其特征是包括如下步骤 (1)天线接收北斗信号，然后送给低噪放大模块进行放大； (2)低噪放大模块中对天线接收下的信号进行预处理后送入射频模块，即抗干扰滤波器将北斗信号中的带外干扰信号滤除后送至第一级放大器进行低噪声级放大；放大后的信号送入功分器将北斗射频信号中的BI频段和B2频段分开；B1频段和B2频段2路射频信号分别由I个窄带滤波器限制噪声带宽和I个第二级放大器放大增益后送至射频模块； (3)射频模块从低噪放大模块输出的射频信号进行下变频、滤波、放大，变换成合适的中频信号给基带信号处理模块；即频率综合器采用同源的稳定晶振作为参考，综合出模块所需的各种频率；2个下变频器在频率合成器的控制下，分别对滤波放大后的BI频段射频信号和B2频段射频信号进行下变频为BI频段中频信号和B2频段中频信号；2个带通滤波器对BI频段中频信号和B2频段中频信号进行中频滤波；2个自动增益控制器分别对滤波后的BI频段中频信号和B2频段中频信号进行自动增益控制；2个中频分路器分别对增益后的BI频段中频信号和B2频段中频信号各进行分频为2路分频信号；4个中频滤波器分别对4路分频信号进行带通采样；模数转换器在频率合成器的控制下，分别将滤波4路信号进行模数转换后送至基带信号处理模块。
8.根据权利要求7所述的北斗一期和北斗二期射频信号兼容接收方法，其特征是频率合成器采用同源稳定的IOMHz晶振作为参考，综合出射频模块所需的各种频率。
9.根据权利要求7或8所述的北斗一期和北斗二期射频信号兼容接收方法，其特征是频率综合器给处理BI频段射频信号的下变频器提供的本振频率为1490MHz，频率综合器给处理B2频段射频信号的下变频器提供的本振频率为1120MHz ;频率综合器给模数转换器提供的本振频率为62MHz。
全文摘要
本发明公开一种北斗一期和北斗二期射频兼容接收方法及装置，主要由电源模块、以及与电源模块相连的天线、低噪声放大模块、射频模块和基带信号处理模块组成。所述低噪声放大模块包括抗干扰滤波器、第一级放大器、功分器、2个窄带滤波器和2个第二级放大器。所述射频模块包括2个下变频器、2个带通滤波器、2个自动增益控制器、2个中频分路器、4个中频滤波器、频率合成器、以及模数转换器。本发明能够解决北斗系统从区域向全球过渡过程中所产生的兼容性问题，实现BD2一期信号与BD2二期信号兼容接收是解决平稳过渡的有效途径。
文档编号G01S19/32GK102937715SQ20121037939
公开日2013年2月20日 申请日期2012年10月9日 优先权日2012年10月9日
发明者孙希延, 纪元法, 符强, 王守华, 吴孙勇, 邓洪高 申请人:桂林电子科技大学