北斗二代高動態衛星導航接收機的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種北斗二代高動態衛星導航接收機，包括基帶芯片、供電電源、高動態控制模塊、存儲器和與計算機數據傳輸的通信接口，基帶芯片的輸入端接有時鐘電路、模數轉換器和北斗二代射頻模塊，北斗二代射頻模塊包括依次連接的射頻天線、信號放大器、功分器、濾波器和射頻接收模塊，射頻接收模塊的輸出端與基帶芯片的輸入端相接，濾波器包括第一濾波器和第二濾波器，時鐘電路的輸入端和模數轉換器的輸入端均與射頻接收模塊的輸出端相接，模數轉換器的輸入端還與時鐘電路的輸出端相接，高動態控制模塊包括單片機、數模轉換器和晶振控制電路。本實用新型設計新穎，體積小、定位精度高，誤差小，抗干擾能力、穩定且低功耗，實用性強。
【專利說明】
北斗二代高動態衛星導航接收機
技術領域
[0001]本實用新型屬于衛星導航技術領域，具體涉及一種北斗二代高動態衛星導航接收機。
【背景技術】
[0002]衛星導航作為軍民雙重屬性的國家重大基礎設施，對基礎設施、經濟安全、國防軍事以及國際地位等國家重大戰略利益都具有重大和廣泛的影響力。現階段，我國關系到國家安全的重大場合和產品仍然采用美國的GPS作為主要導航手段，GPS系統歸美國政府所有，受控于美國國防部，一旦出現緊急情況或重大利益沖突，GPS停止導航定位服務，無論國防軍事還是社會經濟安全都將受到脅迫，國家將損失慘重。而北斗系統的知識產權完全為我國所有，因此大量持續投入北斗導航事業必不可少。現有的高動態衛星導航接收機大多數為GPS系統與北斗導航的多模式結合接收機，結構偏大，體積龐大，控制復雜，且多采用的是FPGA+DSP架構，使用雙層架構，其結構不夠穩固，抗沖擊性能差，且因芯片尺寸大等局限使得接收機系統體積偏大，不適合較小空間的嵌入式使用。因此，現如今缺少一種控制簡單，體積小、穩定、低功耗且誤差小的獨立采用我國北斗導航的高動態衛星導航接收機，可適應高過載高動態情況下的導航需求，通過外設晶振控制電路實時調整高過載高動態引起的晶振偏移問題，抗沖擊性能高，電磁兼容性能好，精度高。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種北斗二代高動態衛星導航接收機，其設計新穎合理，結構簡單，體積小、高動態定位精度高，誤差小，抗干擾能力、穩定且低功耗，實用性強，便于推廣使用。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是:北斗二代高動態衛星導航接收機，其特征在于:包括基帶芯片和供電電源，以及與所述基帶芯片相接的高動態控制模塊、存儲器和用于與計算機進行數據傳輸的通信接口，所述基帶芯片的輸入端接有時鐘電路、模數轉換器和北斗二代射頻模塊，所述北斗二代射頻模塊包括依次連接的射頻天線、信號放大器、功分器、濾波器和射頻接收模塊，所述射頻接收模塊的輸出端與基帶芯片的輸入端相接，所述濾波器包括用于對北斗二代B3頻點信號進行濾波去噪的第一濾波器和用于對北斗二代BI頻點信號進行濾波去噪的第二濾波器，所述時鐘電路的輸入端和模數轉換器的輸入端均與射頻接收模塊的輸出端相接，所述模數轉換器的輸入端還與時鐘電路的輸出端相接，所述高動態控制模塊包括與基帶芯片相接的單片機和與所述單片機輸出端相接的數模轉換器，所述數模轉換器的輸出端接有晶振控制電路，所述晶振控制電路的輸出端和單片機的輸出端均與射頻接收模塊的輸入端相接。
[0005]上述的北斗二代高動態衛星導航接收機，其特征在于:所述信號放大器包括芯片SPF-5344和BNC接口 P1，所述芯片SPF-5344的IN管腳經電容C16與BNC接口 Pl的信號端相接，芯片SPF-5344的Gl管腳和G2管腳均接地，芯片SPF-5344的OUT管腳經電感L2和電感LI與3.3V電源相接。
[0006]上述的北斗二代高動態衛星導航接收機，其特征在于:所述射頻天線安裝在BNC接口 Pl 上。
[0007]上述的北斗二代高動態衛星導航接收機，其特征在于:所述功分器包括芯片roi500U03，所述芯片PD1500U03的IN管腳與芯片SPF-5344的OUT管腳相接，芯片PD1500U03的P0RT2管腳與第一濾波器相接，芯片roi500U03的PORTl管腳與第二濾波器相接。
[0008]上述的北斗二代高動態衛星導航接收機，其特征在于:所述時鐘電路包括時鐘緩沖器CY2304NZXX1-1，所述時鐘緩沖器CY2304NZXX1-1的BUF_IN管腳和0UTPUT1管腳均與射頻接收模塊相接，時鐘緩沖器CY2304NZXX1-1的0UTPUT2管腳和0UTPUT3管腳的連接端經電阻R2與基帶芯片相接。
[0009]上述的北斗二代高動態衛星導航接收機，其特征在于:所述模數轉換器包括模數轉換芯片AD9215，所述模數轉換芯片AD9215的CLK管腳經電阻Rl與時鐘緩沖器CY2304NZXX1-1的0UTPUT4管腳相接，模數轉換芯片AD9215的VN-管腳經電阻R5與射頻接收模塊相接，模數轉換芯片AD9215的VN+管腳經電阻R6與射頻接收模塊相接，模數轉換芯片AD9215的DO管腳、Dl管腳、D2管腳、D7管腳、D8管腳和D9管腳分別經電阻R16、電阻R17、電阻R18、電阻R15、電阻R14和電阻R12與基帶芯片相接，模數轉換芯片AD9215的D3管腳、D4管腳、D5管腳和D6管腳均與基帶芯片相接。
[0010]上述的北斗二代高動態衛星導航接收機，其特征在于:所述數模轉換器包括數模轉換芯片AD5601BKSZ，所述數模轉換芯片AD5601BKSZ的SYNC管腳、SCLK管腳和SDIN管腳均與單片機相接。
[0011]上述的北斗二代高動態衛星導航接收機，其特征在于:所述晶振控制電路為1M壓控晶振，所述1M壓控晶振的信號輸入端經電阻R3與數模轉換芯片AD5601BKSZ的VOUT管腳相接。
[0012]上述的北斗二代高動態衛星導航接收機，其特征在于:所述射頻接收模塊為射頻芯片XN225。
[0013]上述的北斗二代高動態衛星導航接收機，其特征在于:所述基帶芯片為BP2015基帶芯片。
[0014]本實用新型與現有技術相比具有以下優點:
[0015]1、本實用新型通過設置信號放大器和功分器，將接收的北斗二代BI頻點和北斗二代B3頻點信號功率進行二等分，經過濾波器后，射頻接收模塊可直接將北斗二代BI頻點信號轉換為數字信號送入到基帶芯片中，而北斗二代B3頻點信號需經模數轉換器將模擬信號轉換為1Bit數字信號送入到基帶芯片中，具有抗干擾性能，電路簡單，便于推廣使用。
[0016]2、本實用新型采用基帶芯片接收處理衛星導航信號，避免使用傳統的FPGA與DSP結合的方式實現接收處理衛星導航信號，體積減小、集成度高、功耗小、抗干擾性強且靈敏度高。
[0017]3、本實用新型通過單片機實時控制晶振控制電路，可為北斗衛星定位過程中高動態或高過載情況下出現的晶振偏移問題做出及時的調整，有效穩定，速度快。
[0018]4、本實用新型設計新穎合理，結構簡單，數據存儲及時，數據傳輸方便，使用靈活，響應速度快，實用性強，便于推廣使用。
[0019]綜上所述，本實用新型設計新穎合理，結構簡單，體積小、高動態定位精度高，誤差小，抗干擾能力、穩定且低功耗，實用性強，便于推廣使用。
[0020]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型的電路原理框圖。
[0022]圖2為本實用新型數模轉換器的電路原理圖。
[0023]圖3為本實用新型信號放大器和功分器的電路連接關系示意圖。
[0024]圖4為本實用新型時鐘電路的電路原理圖。
[0025]圖5為本實用新型模數轉換器的電路原理圖。
[0026]附圖標記說明:
[0027]I 一射頻天線； 2—彳目號放大器； 3—功分器；
[0028]4—第一濾波器；5—第二濾波器； 6—射頻接收模塊；
[0029]7—時鐘電路； 8—模數轉換器；9 一基帶芯片；
[0030]10 一供電電源；11 一晶振控制電路；12—數模轉換器；
[0031]13一單片機； 14一計算機；15—通信接口；
[0032]16 一存儲器。
【具體實施方式】
[0033]如圖1所示，本實用新型包括基帶芯片9、供電電源10、以及與所述基帶芯片9相接的高動態控制模塊、存儲器16和用于與計算機14進行數據傳輸的通信接口 15，所述基帶芯片9的輸入端接有時鐘電路7、模數轉換器8和北斗二代射頻模塊，所述北斗二代射頻模塊包括依次連接的射頻天線1、信號放大器2、功分器3、濾波器和射頻接收模塊6，所述射頻接收模塊6的輸出端與基帶芯片9的輸入端相接，所述濾波器包括用于對北斗二代B3頻點信號進行濾波去噪的第一濾波器4和用于對北斗二代BI頻點信號進行濾波去噪的第二濾波器5，所述時鐘電路7的輸入端和模數轉換器8的輸入端均與射頻接收模塊6的輸出端相接，所述模數轉換器8的輸入端還與時鐘電路7的輸出端相接，所述高動態控制模塊包括與基帶芯片9相接的單片機13和與所述單片機13輸出端相接的數模轉換器12，所述數模轉換器12的輸出端接有晶振控制電路11，所述晶振控制電路11的輸出端和單片機13的輸出端均與射頻接收模塊6的輸入端相接。
[0034]實際使用中，供電電源10為高動態衛星導航接收機中各個用電模塊匹配穩定的電源，滿足各個用電模塊不同的電壓需求，通過存儲器16將數據實時存儲起來供后續參考分析使用，使用通信接口 15將數據傳輸至計算機14觀察。
[0035]如圖3所示，本實施例中，所述信號放大器2包括芯片SPF-5344和BNC接口Pl，所述芯片SPF-5344的IN管腳經電容C16與BNC接口 Pl的信號端相接，芯片SPF-5344的Gl管腳和G2管腳均接地，芯片SPF-5344的OUT管腳經電感L2和電感LI與3.3V電源相接。
[0036]本實施例中，所述射頻天線I安裝在BNC接口Pl上。
[0037]實際使用中，射頻天線I采用單模多頻點天線接收北斗二代BI頻點和北斗二代B3頻點的導航定位信息，數據通過信號放大器2將微弱的信號進行放大，便于后續數據處理。
[0038]如圖3所示，本實施例中，所述功分器3包括芯片roi500U03，所述芯片roi500U03的IN管腳與芯片SPF-5344的OUT管腳相接，芯片roi500U03的P0RT2管腳與第一濾波器4相接，芯片roi500U03的PORTl管腳與第二濾波器5相接。
[0039]芯片roi500U03為二等分功分器，射頻天線I同時接收北斗二代BI頻點和北斗二代B3頻點信號，經過芯片PD1500U03后，第一濾波器4過濾掉其他頻點的信號只留下北斗二代B3頻點信號，同時，第二濾波器5過濾掉其他頻點的信號只留下北斗二代BI頻點信號，第一濾波器4和第二濾波器5輸出的信號均送入到射頻接收模塊6中。
[0040]如圖4所示，本實施例中，所述時鐘電路7包括時鐘緩沖器CY2304NZXX1-1，所述時鐘緩沖器CY2304NZXX1-1的BUF_IN管腳和0UTPUT1管腳均與射頻接收模塊6相接，時鐘緩沖器CY2304NZXX1-1的0UTPUT2管腳和0UTPUT3管腳的連接端經電阻R2與基帶芯片9相接。
[0041 ]如圖5所示，本實施例中，所述模數轉換器8包括模數轉換芯片AD9215，所述模數轉換芯片AD9215的CLK管腳經電阻Rl與時鐘緩沖器CY2304NZXX1-1的0UTPUT4管腳相接，模數轉換芯片AD9215的VN-管腳經電阻R5與射頻接收模塊6相接，模數轉換芯片AD9215的VN+管腳經電阻R6與射頻接收模塊6相接，模數轉換芯片AD9215的DO管腳、Dl管腳、D2管腳、D7管腳、D8管腳和D9管腳分別經電阻R16、電阻R17、電阻R18、電阻R15、電阻R14和電阻R12與基帶芯片9相接，模數轉換芯片AD9215的D3管腳、D4管腳、D5管腳和D6管腳均與基帶芯片9相接。
[0042]實際使用中，射頻接收模塊6將同時接收的北斗二代BI頻點和北斗二代B3頻點信號進行信號處理，將北斗二代BI頻點信號直接轉換為數字中頻信號，同時，將北斗二代B3頻點信號轉換為模擬中頻信號，射頻接收模塊6轉換的模擬中頻信號通過模數轉換芯片AD9215轉換為數字中頻信號，時鐘緩沖器CY2304NZXX1-1實時調整時鐘信號，基帶芯片9對兩個頻點信號選擇使用，并且可以隨時切換。
[0043]如圖2所示，本實施例中，所述數模轉換器12包括數模轉換芯片AD5601BKSZ，所述數模轉換芯片AD5601BKSZ的SYNC管腳、SCLK管腳和SDIN管腳均與單片機13相接。
[0044]本實施例中，所述晶振控制電路11為1M壓控晶振，所述1M壓控晶振的信號輸入端經電阻R3與數模轉換芯片AD5601BKSZ的VOUT管腳相接。
[0045]本實施例中，所述射頻接收模塊6為射頻芯片XN225。
[0046]本實施例中，所述基帶芯片9為BP2015基帶芯片。
[0047]實際使用中，北斗二代定位高動態高過載信號時，基帶芯片9通過單片機13輸出數字信號，經過數模轉換芯片AD5601BKSZ將實施接收的信號轉換為模擬信號，控制1M壓控晶振有效調整高動態和高過載情況下引起的晶振偏移問題，確保射頻芯片XN225處理的信號能在高動態和高過載情況下正常工作，且定位精度高，誤差小，實現導航定位。
[0048]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據本實用新型技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本實用新型技術方案的保護范圍內。
【主權項】
1.北斗二代高動態衛星導航接收機，其特征在于:包括基帶芯片(9)和供電電源(10)，以及與所述基帶芯片(9)相接的高動態控制模塊、存儲器(16)和用于與計算機(14)進行數據傳輸的通信接口(I5)，所述基帶芯片(9)的輸入端接有時鐘電路(7)、模數轉換器(8)和北斗二代射頻模塊，所述北斗二代射頻模塊包括依次連接的射頻天線(I)、信號放大器(2)、功分器(3)、濾波器和射頻接收模塊(6)，所述射頻接收模塊(6)的輸出端與基帶芯片(9)的輸入端相接，所述濾波器包括用于對北斗二代B3頻點信號進行濾波去噪的第一濾波器(4)和用于對北斗二代BI頻點信號進行濾波去噪的第二濾波器(5)，所述時鐘電路(7)的輸入端和模數轉換器(8)的輸入端均與射頻接收模塊(6)的輸出端相接，所述模數轉換器(8)的輸入端還與時鐘電路(7)的輸出端相接，所述高動態控制模塊包括與基帶芯片(9)相接的單片機(13)和與所述單片機(13)輸出端相接的數模轉換器(12)，所述數模轉換器(12)的輸出端接有晶振控制電路(11)，所述晶振控制電路(11)的輸出端和單片機(13)的輸出端均與射頻接收模塊(6)的輸入端相接。2.按照權利要求1所述的北斗二代高動態衛星導航接收機，其特征在于:所述信號放大器(2)包括芯片SPF-5344和BNC接口 P1，所述芯片SPF-5344的IN管腳經電容C16與BNC接口 Pl的信號端相接，芯片SPF-5344的Gl管腳和G2管腳均接地，芯片SPF-5344的OUT管腳經電感L2和電感LI與3.3V電源相接。3.按照權利要求2所述的北斗二代高動態衛星導航接收機，其特征在于:所述射頻天線(I)安裝在BNC接口Pl上。4.按照權利要求2所述的北斗二代高動態衛星導航接收機，其特征在于:所述功分器(3)包括芯片roi500U03，所述芯片roi500U03的IN管腳與芯片SPF-5344的OUT管腳相接，芯片roi500U03的P0RT2管腳與第一濾波器(4)相接，芯片PD1500U03的PORTl管腳與第二濾波器(5)相接。5.按照權利要求1所述的北斗二代高動態衛星導航接收機，其特征在于:所述時鐘電路(7)包括時鐘緩沖器CY2304NZXX1-1，所述時鐘緩沖器CY2304NZXX1-1的BUF_IN管腳和0UITUT1管腳均與射頻接收模塊(6)相接，時鐘緩沖器CY2304NZXX1-1的0UTPUT2管腳和0UTPUT3管腳的連接端經電阻R2與基帶芯片(9)相接。6.按照權利要求5所述的北斗二代高動態衛星導航接收機，其特征在于:所述模數轉換器(8)包括模數轉換芯片AD9215，所述模數轉換芯片AD9215的CLK管腳經電阻Rl與時鐘緩沖器CY2304NZXX1-1的0UTPUT4管腳相接，模數轉換芯片AD9215的VN-管腳經電阻R5與射頻接收模塊(6)相接，模數轉換芯片AD9215的VN+管腳經電阻R6與射頻接收模塊(6)相接，模數轉換芯片AD9215的DO管腳、Dl管腳、D2管腳、D7管腳、D8管腳和D9管腳分別經電阻R16、電阻R17、電阻R18、電阻R15、電阻R14和電阻R12與基帶芯片(9)相接，模數轉換芯片AD9215的D3管腳、D4管腳、D5管腳和D6管腳均與基帶芯片(9)相接。7.按照權利要求1所述的北斗二代高動態衛星導航接收機，其特征在于:所述數模轉換器(12)包括數模轉換芯片AD560IBKSZ，所述數模轉換芯片AD560IBKSZ的SYNC管腳、SCLK管腳和SDIN管腳均與單片機(13)相接。8.按照權利要求7所述的北斗二代高動態衛星導航接收機，其特征在于:所述晶振控制電路(I I)為1M壓控晶振，所述1M壓控晶振的信號輸入端經電阻R3與數模轉換芯片AD5601BKSZ的VOUT管腳相接。9.按照權利要求1所述的北斗二代高動態衛星導航接收機，其特征在于:所述射頻接收模塊(6)為射頻芯片XN225。10.按照權利要求1所述的北斗二代高動態衛星導航接收機，其特征在于:所述基帶芯片(9)為BP2015基帶芯片。
【文檔編號】G01S19/13GK205484814SQ201620222112
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月22日
【發明人】張曉琳, 李飛
【申請人】西安兗礦科技研發設計有限公司