GPS双频 M码接收机射频前端设计与实现

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GPS信号中M码的设计与实现

GPS信号中M码的设计与实现
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附录 B 汉语翻译 ..................................................................................................................37 附录 C 程序代码 ..................................................................................................................42
2.1.2 控制段 ................................................................................................................6 2.1.3 用户段 ................................................................................................................7 2.2 GPS 信号介绍 ...............................................................................................................8 2.2.1 GPS 卫星信号产生 .............................................................................................8 2.2.2 导航电文 ............................................................................................................9 2.2.3 PRN 码的产生 .................................................................................................. 11 3 M 码信号产生.......................................................................................................................17 3.1 GPS M 码信号产生原理 ............................................................................................17 3.2 BOC 调制特性分析 ....................................................................................................17 3.2.1 BOC 调制信号的产生 ......................................................................................17 3.2.2 BOC 调制信号的功率谱 ..................................................................................19 3.2.3 BOC 调制信号的自相关特性 ..........................................................................21 3.3 BOC 调制信号的优势 ................................................................................................21 4 M 码信号的设计与实现.......................................................................................................23 4.1 总体设计方案 ............................................................................................................23 4.2 总体设计参数 ............................................................................................................23 4.3 设计流程图 ................................................................................................................24 4.4 仿真结果及分析 ........................................................................................................25 结 论 ........................................................................................................................................27 致 谢 ........................................................................................................................................28 参考文献 ..................................................................................................................................29 附录 A 英文原文 ..................................................................................................................30

基于NJ1006的GPS接收机射频前端电路设计

基于NJ1006的GPS接收机射频前端电路设计
c ie e v r RF r ntcr ui. Fo i c t
Ke r s y wo d :G S Re ev r J 0 6 C i P c ie ;N 1 0 hp
O 引 言
N 10 是一个高集成度的单片 G S J06 P 接收机射 频前端 I , C 目标是满足价格敏感的便携式和汽车 应用. J06集成 了 L A 和本机 振 荡器 的谐 振 回 N 10 N 路, 减少 了外 部元 器件 数 量 和 P B的面 积. J06 C N『 0 1
接 收机 .
晶体振荡器, 基准频率 1.6 H , 638M z也支持在 3 G、
G M、 D S C MA 和 P C电话 中应 用. 线检 测器 和开 D 天
关支持系统在汽车等需要有源天线的应用. 天线检 测器也 可 以检测 有源天线 开路或者短 路 , 限制所提 供的电流, 保护天线和接收机.
维普资讯
第2 0卷第 1 期
20 06年 3月
南华大学学报 ( 自然科学版 )
c o Ju a o ah aU i rt( c ne a d Te hn l or l f n u nv sy S i c n n N ei e
. —
Vo _ O N . l2 o 1 Ma . O 6 r2 o

文 章 编 号 :6 3— 0 2 20 ) 1 0 7 0 17 0 6 (0 6 0 — 0 3— 4
基 于 N 10 J0 6的 G S接 收 机射 频 前 端 电路 设 计 P
唐 中文 , 陈世 和 , 张 迅
( 南华大学 电气工程学院 湖南 , 衡阳 4 10 ) 20 1

要 : J0 6是 一 个 高集成度 的单 片 G S接 收 机 射 频 前 端 集成 电路 , 文介 绍 了 N lo P 本

宽带接收机前端射频电路设计——可重构射频混频器设计的开题报告

宽带接收机前端射频电路设计——可重构射频混频器设计的开题报告

宽带接收机前端射频电路设计——可重构射频混频器设计的开题报告一、论文选题背景和研究意义随着通信技术的日新月异,对高速宽带应用的需求不断提高,宽带通信系统的设计也日益变得复杂。

而在宽带通信系统的设计中,宽带接收机前端射频电路是其中的重要组成部分。

射频电路的设计对于整个系统的性能和稳定性具有至关重要的影响。

因此,对宽带接收机前端射频电路的设计研究具有很高的实际意义。

在射频电路的设计中,一个常见的问题是需要对不同频率的信号进行信号处理。

例如,当接收机需要接收多个信号时,需要进行信号的混频处理,将所接收到的信号转换到基带中进行进一步的处理。

此时,混频器成为了关键的组成部分。

然而,不同信号在不同频率下的接收需要不同的混频器,这导致了混频器在设计中具有一定的困难性。

因此,研究可重构射频混频器设计是极为必要的。

二、国内外研究现状目前,国内外对可重构射频混频器的研究已经有了一定的进展。

例如,国外学者设计了一种基于宽带集成技术的可重构射频混频器,该混频器能够在10GHz到20GHz频率范围内实现多种混频功能,具有优异的性能指标。

国内也有许多学者对此进行研究,例如利用CMOS工艺制作低电流混频器的研究,以及利用GaAs工艺实现双模混频器的研究等。

然而,当前射频混频器设计中存在一些问题。

例如,目前使用的混频器在频段扩展和功率要求方面存在局限性,而且实现复杂且成本较高。

因此,需要在混频器设计中寻求新的技术路线,以解决目前存在的问题。

三、研究内容和技术路线本文将研究可重构射频混频器的设计技术,对技术进行一定的探讨和应用。

研究内容如下:1. 初步研究射频混频器的基本理论和相关技术知识,了解射频混频器的工作原理和现有的技术路线。

2. 研究可重构射频混频器的设计方法,通过设计具有可重构性质的混频器,使其能够适应不同频率下的信号处理。

3. 利用软件仿真,优化混频器的设计参数,提高混频器的工作性能。

4. 制作混频器原型,并进行实际测试。

基于双GPS接收机的自主定位定向系统的设计与实现(精)

基于双GPS接收机的自主定位定向系统的设计与实现(精)

第35卷第3期2010年5月测绘科学Sc i ence o f Survey ing and M app i ng V o l 35N o 3M ay作者简介:李可心(1980 ,男,河北隆化人,讲师,硕士,主要研究方向为信息融合、雷达数据处理。

E m a i:l l ekex i n @126 co m 收稿日期:2008 10 22基金项目:国防预研项目(BZ20070278基于双GPS 接收机的自主定位定向系统的设计与实现李可心,夏宏森(沈阳炮兵学院电子侦察指挥系,沈阳 110162摘要通过对目前武器装备定位定向手段存在的不足进行分析,提出了基于双GPS 接收机的自主定位定向系统的设计方案,给出了该系统的结构组成,阐述了定位定向的基本原理,并对实现该系统的关键技术进行了研究。

实践证明,该系统定位定向时间短、精度高,使用方便可靠,满足武器装备作战使用的要求,对于提高武器装备的快速反应能力具有重要的意义。

关键词自主定位定向;全球定位系统;载波相位差分中图分类号 P228 1 文献标识码 A 文章编号 1009 2307(201003 0180 031 引言在未来战争中,自行火炮和炮兵侦察校射雷达等间瞄武器和侦察定位装备(统称载体正发挥着越来越重要的作用。

在影响这些武器系统作用发挥的诸多因素中,测地保障是其中最重要的因素之一。

能否为这些装(备提供全天候、实时、快速、准确地测地保障,将直接影响到炮兵火力反应的速度和侦察定位的精度,甚至关系到战斗的成败。

由于未来高技术条件下作战全天候、全天时的特点,作战行动将不分昼夜连续实施,而我军目前的测地保障受测地车、测地器材等条件的限制,在夜间实施的难度较大,并且增加了组织协同的复杂性。

当对载体定位定向的时间和精度要求较高时,以往只能采用基于惯性技术的导航寻北仪,这种装置的主要缺点是成本高,一般在30万以上。

G PS 一般只用于定位,无法对载体进行定向[1]。

一款北斗/GPS双模定位模块设计与实现

一款北斗/GPS双模定位模块设计与实现

一款北斗/GPS双模定位模块设计与实现潘未庄;陈石平;牛明超【摘要】A precept for BeiDou/GPS navigation module based on core chips with inde-pendent intellectual property rights,is present.By adopting high-high integrated RF chip and low-power navigation baseband chip,the module receives GPS L1 and BD2 B1 signal simultaneously,providding high precision in position,speed-measurement and timing.BeiD-ou/GPS module is totally compatible with other GPS modules and more suitable for vehicle-based application.%提出一款以自主知识产权芯片为核心的北斗/GPS定位模块方案,采用高集成度的射频芯片和低功耗的导航基带处理器,能同时接收北斗和GPS信号,实现高精度定位、测速和授时,全面兼容GPS模块,非常适合民用导航应用环境。

【期刊名称】《全球定位系统》【年(卷),期】2014(000)002【总页数】4页(P34-37)【关键词】北斗/GPS;双模定位;导航模块【作者】潘未庄;陈石平;牛明超【作者单位】广州海格通信集团股份有限公司,广东广州 510656;广州海格通信集团股份有限公司,广东广州 510656;广州海格通信集团股份有限公司,广东广州 510656【正文语种】中文【中图分类】P228.40 引言2012年12月27日中国政府向全球宣布,北斗卫星导航系统(BDS)即日起正式向亚太地区免费提供高质量全天候的导航、定位、授时和测速服务[1]。

多模兼容卫星导航接收机射频前端芯片关键技术研究

多模兼容卫星导航接收机射频前端芯片关键技术研究

结论与展望
本次演示通过对多模兼容卫星导航接收机射频前端芯片关键技术的研究,提 出了一种基于集成电路设计、频率合成、通道选择和数据传输等关键技术的解决 方案。通过实验验证,该方案在信号接收、处理和数据传输等方面均表现出良好 的性能和稳定性。
展望未来,多模兼容卫星导航接收机射频前端芯片关键技术的发展将更加注 重高集成度、低功耗、小型化和高性能等方面的优化。随着、物联网等技术的快 速发展,如何将新技术应用于多模兼容卫星导航接收机射频前端芯片的设计和优 化中,也是值得深入研究的方向。
多模兼容卫星导航接收机射频前端 芯片关键技术研究
01 引言
03 研究现状 05 实验验证
目录
02 技术概述 04 关键技术探究 06 结论与展望
引言
随着全球卫星导航系统(GNSS)的快速发展,多模兼容卫星导航接收机射频 前端芯片关键技术的研究变得越来越重要。这种技术能够在同一硬件平台上实现 多种卫星导航系统的兼容,包括全球定位系统(GPS)、格洛纳斯系统 (GLONASS)、伽利略系统(Galileo)等。多模兼容卫星导航接收机射频前端芯 片的关键技术突破,将为全球卫星导航产业的快速发展提供重要支持。
谢谢观看
实验验证
为了验证上述关键技术的有效性和可行性,我们将进行实验设计和结果验证。 首先,我们将搭建一个多模兼容卫星导航接收机射频前端芯片的测试平台,包括 信号源、频谱分析仪、示波器等测试仪器。然后,我们将对设计的射频前端芯片 进行性能测试,包括信号接收、处理和数据传输等方面的测试。通过实际测量数 据的分析,我们将评估关键技术的性能指标是否达到预期,并针对不足之处进行 优化和改进。
3、通道选择:在通道选择方面,我们将研究如何实现快速、准确的选择不 同的信号通道,以适应不同卫星导航系统的信号特性和接收需求。此外,我们还 将探究如何优化通道选择的算法和逻辑,提高通道切换的速度和稳定性。

GPS与北斗二代双频接收机低噪放模块设计实现

GPS与北斗二代双频接收机低噪放模块设计实现

GPS与北斗二代双频接收机低噪放模块设计实现摘要设计并实现了一款覆盖gpsl1波段和北斗二代b1波段的低噪放模块。

该模块中的低噪声放大器使用分立元件搭建,匹配电路调试灵活,满足了模块对输入输出驻波的高要求。

测试结果表明,低噪放模块增益为26db,带内增益平坦,输入输出驻波<1.5,噪声系数<2db,带外抑制度80dbc,输出1db压缩点8dbm,满足了导航系统接收机前端对低噪放模块的要求。

全球定位系统(gps)是20世纪70年代由美国陆、海、空3军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统,其主要目的是为陆、海、空3大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务。

北斗导航系统是我国自主研发、拥有独立知识产权的全球卫星导航系统。

根据全球卫星导航系统的定位原理及卫星信号特征,为实现接收机快速、连续、精确定位,多个卫星导航系统组合使用是未来发展的趋势。

本文就gps和北斗二代导航系统在接收机前端的组合应用进行了探索。

高噪放模块的主要功能就是将天线所发送至的射频信号展开低噪声压缩,滤波后输入至接收机。

本文设计同时实现了一款全面覆盖gpsl1波段(1575.42±1.023mhz)和北斗二代b1波段(1561.098±2.046mhz)的低噪摆模块,其具备输入输出驻波大、增益低、噪声系数大、拎外复制度低、输入1db放大点高等优点,可以用作导航系统的接收机前端。

1概述本方案的低噪摆模块主要由远距滤波器、低噪声放大器和衰减器等共同组成,总体框图例如图1右图。

对于模块设计,低噪声放大器一般选取集成芯片;在增益、噪声系数等指标上,单片低噪声放大器比分立元件有较大优势。

但由于本模块对输入输出驻波要求较高,而集成芯片的驻波难以调试,所以选用分立元件搭建低噪声放大器。

第一级带通滤波器选用介质滤波器。

介质滤波器可滤除系统不需要的频段,也可承受较大的功率,能够用来保护低噪声放大器免受大功率输入信号的烧毁。

基于GP2015射频前端电路的GPS接收机设计

基于GP2015射频前端电路的GPS接收机设计

【文献标识码 】A
【文章编号 】1008—1151(2007)12—0028—03
(一 )引言 GPS(全球定位系统)以全天候、高精度、 自动化 、高效率
等 显著特点及其所独具的定位 导航、授时校频 、精密测量等多 方面的强大功能 ,使其用途越来越广泛 。GPS卫星发送 的导航 定位信 号是一种可供无数用户共享 的信 息资源。对于陆地 、海 洋和空 间的广大用户,只要用户拥有 能够接 收、跟 踪、变换和 测量 GPS信号的接收 设备 即 GPS信号接收机 ,就可 以在任何时 候用 GPS信号进行 导航 定位测量 。
【摘 要 】概述 了 GPS接收机基本工作原理 ,提 出了一种基于 GP2015射频前端 电路 的 GPS接 收机 方案。详细说 明 GP2015
射 频放 大器的设计原理 以及外 围匹配电路设计方法。重点叙述 了接 收机软硬件设计思路和方法。
【关键词 】GPS;前置放大;变频 ;相 关器;
【中图分类-g-]P228.4
低噪声放 大器 是 GPS射频接收器 中最重要的部分,放大器 基本上可 以决定整个接收机 的噪 声大 小,与之匹配 的射频前端 电路 实现 GPS信 号的下变频 ,经 AD转换得到数字 中频信号 。图 2示 出 GP2015的基本设计应用 电路 。
图 1 GPS接 收 机 基 本 结构 示 意 图
GPS信 号接 收机的功能 是能够 捕获到按一 定卫星 高度截 止角所选择 的待测卫星的信 号,并跟踪这 些卫星的运行 ,对接 收到 的 GPS信号进行变换 、放大和处理、以便测量 出 GPS信号 从卫星接收机天线的传播时间,解译 GPS卫星所发送 的导航 电 文 ,实时地计 算出测站 的 3维位置甚至 3’维速度和时 间。目前, 卫星导航 的应用 已经遍及 军事 、航海 、航空 、测量、交通 、勘 测等几乎一切与位置、速度 、时间有关的人类活 动中。在各种 全球定位系统不断发展的同时,GPS用户端 设备也处于不 断升 级和发展之 中。

射频接收机前端AGC系统的电路设计

射频接收机前端AGC系统的电路设计

射频接收机前端AGC系统的电路设计提纲:一、射频接收机前端AGC系统的基本原理及设计要点二、传统射频接收机前端AGC系统挑战及优化设计技术三、现代射频接收机前端AGC系统设计方法研究四、射频接收机AGC系统的性能评估与实验测量五、未来射频接收机前端AGC系统的发展趋势和展望一、射频接收机前端AGC系统的基本原理及设计要点AGC(Automatic Gain Control)系统是射频接收机的重要组成部分,在信道不稳定的环境下可以实现信号输入电平的自动控制。

其主要功能是控制单位电平内射频前端放大器的信息增益,以确保信号在最佳的动态范围内运行。

射频接收机前端AGC系统的设计要点主要包括信号放大段、包络检波环节、比较环节和控制回路。

其中,信号放大段的设计为AGC系统的核心,关系到整个系统性能的优劣。

当前,射频接收机前端AGC系统的设计主要分为两大类:一类是传统模拟AGC系统,它采用经典的线性控制回路,具有结构简单,功耗低,抗干扰能力强等优点;另一类是数字AGC系统,它基于DSP的现代控制理论,具有精度高,响应速度快等优点。

二、传统射频接收机前端AGC系统挑战及优化设计技术目前,传统AGC系统仍然是射频接收机中最常用的设计方案之一。

然而,传统AGC系统在设计中还存在一些挑战,主要包括信号失真、抗干扰能力不足和高功耗等问题。

为克服这些问题,优化设计技术主要包括:1、引入自适应控制器,利用反馈控制环节提高控制精度和系统鲁棒性,增强系统的稳定性和抗干扰能力。

2、优化模拟电路设计,提高系统带宽、增益平坦度和延时响应特性,并减少失真和噪声干扰。

3、使用低功耗模拟电路设计,降低系统功耗并提高信号处理速度。

三、现代射频接收机前端AGC系统设计方法研究现代射频接收机前端AGC系统采用数字控制理论,利用高速AD/DA转换器实现对系统的数字控制。

其优点在于精度高,控制方便和响应速度快等。

目前,现代AGC系统主要分为三类:1、基于改进的遗传算法和FPGA的AGC系统,该设计主要以FPGA为核心控制器,利用改进的遗传算法实现AGC控制回路,并通过DSP进行算法协调。

基于MAX2769的射频前端的设计和实现

基于MAX2769的射频前端的设计和实现

t h e r e l a t e d p e r f o r ma n c e o f t h e s u b s e q u e n t b a s e b a n d s i g n a l p r o c e s s i n g, p l a y s a n i mp o r t a n t r o l e i n t he s a t e l l i t e n a v i g a t i o n r e c e i v e r . Th e r e f o r e , t h e c i r c u i t d e s i g n i n g s c h e me a n d i t s s p e c i f i c h a r d wa r e i mp l e me n t a t i o n o f t h e s a t e l l i t e n a v i g a t i o n r e — c e i v e r b a s e d o n M AX2 7 6 9 i s i n t r o d u c e d i n t h i s p a p e r . Th e r e l a t e d d e s i g n p a r a me t e r s o f t h e RF f r o n t — e n d a n d t h e k e y d e — s i g n t e c h n i q u e s f o r i t s RF P CB a r e a n a l y z e d i n d e t a i l . Th e t e s t r e s u l t s s h o w t h a t t h i s c i r c u i t d e s i g ni n g s c h e me i s a b l e t O s a t i s f y p r a c t i c a l r e q u i r e me n t a n d i t s c i r c u i t p e r f o r ma n c e i s o f h i g h s t a b i l i t y . Th i s s c h e me i s a p p l i c a b l e t o d e v e l o p t h e n a v i —

双射频前端GPS遥感延迟映射接收机设计

双射频前端GPS遥感延迟映射接收机设计
Ab ta t T e d sg h oy o o b e RF f n n d ly sr c: h e in te r f d u l r te d ea ma pn e ev r b s d Z rik GP O 1 n o p ig rc ie ae al 2 2 a d n GP 0 0 frGP e t e sn n p l ain i e n au e ae ito u e . h e h oo y s c s 2 1 o S rmoe sn ig a d a p i t n sa wid me r r nrd c d T etc n lg u h a c o s
lf h n i ual oaie ( HC 1 ae n 。 o be RF f n n n p n lo o t l l d pe omes et a dcr lr p lr d L P tn a d u l r t d a do e —o p c nr ' a o td t a - c y z o e o ae
研制 G S 感延迟映射 接收机 的 目的是 为 了利 P遥 用 G S 全球卫星定位系统星座为多源微波信号发射 P一 源, 其散射信号作为遥感信号进行 海面风速风 向的探 测。利用 G S 星散射信号作 为遥感信 号是 一种全 P卫 新的遥感手段 , 这种遥感手段的优势在于 : ①利用 G S卫星信 号为多源微波信 号发射源属 P 于异源观测模式 , 传感器不需要遥感信号发送部分 ; ②用延迟映射接收机 接收 G S卫 星发射 的前 向 P 散射信号 , 相同发射功 率的前 向散射的信号 比反 向散 射信号在信号强度上要大得多, 这使传感器 的复杂程 度和成本大大降低 ; ③G : P 信号采用扩频技术 , s 带来 的处理增益可 以 使接收机接收低于背景噪声的微弱信号 , 在非常微弱 的信号中提取有效信 息。这种技术使得在机载高度 , 采用半径为几个 c m的半球 天线就可 以接收到有效的

基于ZYNQ-7000的星载双模卫星导航接收机设计与实现

基于ZYNQ-7000的星载双模卫星导航接收机设计与实现

基于ZYNQ-7000的星载双模卫星导航接收机设计与实现赵晶【摘要】随着卫星导航系统的不断发展和完善,星载卫星导航接收机的研制己经成为卫星导航领域重要研究方向之一.设计了一种基于ZYNQ-7000的星载卫星导航接收机,具有GPS/BDS双模兼容、高精度和高动态等特点.详细介绍该星载接收机总体设计架构、捕获跟踪设计、定位测速算法及电离层误差修正,最后通过模拟源模拟低轨卫星场景,验证了设计方案的可行性.同时,通过统计星载接收机定位误差,证明了该星载接收机满足指标要求.%With the continuous development and perfection of the satellite navigation system, the development of space-borne satellite receiver becomes an important research direction of satellite navigation system. A satellite-borne satellite navigation receiver based on ZYNQ-7000 is designed, which has the characteristics ofGPS/BDS dual-mode compatibility, high precision and high dynamic. The overall design frame, capture and tracking design, positioning velocity-measurement algorithm and ionospheric error correction are described in detail. Finally, simulation on low earth-orbit satellite indicates the feasibility of the proposed scheme. Meanwhile, the statistics on the positioning error of the satellite-borne receiver indicate that the on-board receiver could meet the requirements of design indicators.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2017(050)008【总页数】6页(P1849-1854)【关键词】星载接收机;卫星导航;捕获跟踪;ZYNQ-7000【作者】赵晶【作者单位】中国电子科技集团公司第二十研究所,陕西西安 710068【正文语种】中文【中图分类】TN967.1随着卫星导航技术的不断深入发展,星载接收机的研制成为卫星导航领域的重要研究方向之一。

北斗GPS双模软件接收机原理与实现技术

北斗GPS双模软件接收机原理与实现技术

第三章则重点介绍了北斗GPS双模软件接收机的性能评估和测试方法。作者 指出,为了保证双模软件接收机的性能和稳定性,需要进行全面的测试和评估。 他详细介绍了各种测试方法和评估指标,包括定位精度、抗干扰能力、时间同步 等。还给出了测试结果和分析报告,为读者提供了参考和借鉴。
第四章则介绍了北斗GPS双模软件接收机的应用场景和发展趋势。作者指出, 随着卫星导航系统的不断发展和应用领域的扩展,双模软件接收机将会在更多领 域得到应用。例如,在智能交通、航空航天、海洋测量等领域,双模软件接收机 的高精度和高可靠性将为各种应用场景带来更多的便利和发展机遇。
内容摘要
本书具有以下特点:内容全面、系统,从硬件设计到软件实现,从基本原理到具体应用,都进行 了深入浅出的讲解。本书实用性强,不仅提供了大量的理论分析,还给出了大量的实例和实际应 用方案,使得读者能够更好地理解和掌握相关知识和技能。本书的编写风格清晰明了,语言简练, 使得读者能够轻松阅读和理解。 《北斗GPS双模软件接收机原理与实现技术》是一本关于北斗GPS双模软件接收机设计和实现技术 的专业书籍,具有很高的参考价值。本书不仅适用于从事卫星导航、无线通信、电子工程等领域 的技术人员,也可作为相关专业的研究生和高年级本科生的参考教材。
第五章,对全书内容进行了总结,并展望了北斗/GPS双模软件接收机未来的 发展趋势。作者指出,随着科技的不断发展,双模软件接收机将会在更多领域得 到应用,其功能和性能也将得到进一步的提升和完善。
《北斗/GPS双模软件接收机原理与实现技术》这本书的目录结构合理,内容 丰富,深入浅出地介绍了北斗/GPS双模软件接收机的原理和实现技术。本书既适 合作为科研人员的参考书籍,也适合作为本科高年级学生和研究生的教材。通过 阅读本书,读者可以深入了解北斗/GPS双模软件接收机的工作原理、设计方法和 实现技术,为在实际应用中进行系统设计和开发提供重要的理论支持和实践指导。

GPS、北斗二双模接收机模块MXTOS2使用说明

GPS、北斗二双模接收机模块MXTOS2使用说明

MXTOS2 -200使用说明北京时代民芯科技有限公司中国,北京版本:v 1.4联系方式:赵景宁------67968115---7143 李文杰------67968115---71961概述MXTOS2-200模块是北京时代民芯科技有限公司开发的GPS、BD-2双模兼容接收机模块,采用了自主研制的卫星信号处理芯片。

能够提供高精度的载体三维位置、速度、时间信息以及原始观测数据等。

MXTOS2-200将射频前端、基带处理、定位软件高度集成,具有低功耗、小体积、高可靠、高性能等特点,可实现GPS/ BD-2单模、双模灵活定位模式。

MXTOS2-200从天线输入到串行输出的整个信号处理链包含在一个单独的模块当中。

MXTOS2-200的小尺寸使得其在有严格空间要求的应用中成为理想选择。

封装形式使得射频输入直接在一个引脚上,可避免使用昂贵的射频电缆。

贴片封装可软焊,节省空间同时提高可靠性。

1.1主要技术指标:1.2模块结构MXTOS2-200卫星导航接收机模块分为两部分:射频部分和基带部分。

MXTOS2-200结构如图1所示。

图 1 MXTOS2-200结构图1.3引脚说明2设计指南为了使模块工作在最好性能,在设计中有以下要点需要注意:●电源管理干净而稳定的电源是MXTOS2-200模块工作良好的前提。

●接口保证所有管脚正确连接,保证模块串口波特率和主机设置一致。

●天线保证天线馈电正确,并用50欧姆微带线连接到模块RFin。

2.1电源管理MXTOS2-200模块有三个电源引脚,分别是VCCRF、VCC3.3、ANTVCC。

VCCRF和VCC3.3为模块的主电源,VCCRF为模块射频前端提供电源,对电流的要求为不小于150mA。

射频前端是接收机的最敏感的部分,所以输入的电压应当没有噪声。

要求纹波越小越好,通常要小于50mV。

建议选用单独的LDO为射频供电,并最好选用专门为RF应用设计的LDO。

VCC3.3为基带部分供电,同样需要干净而稳定的电源,最小电流不能小于300mA。

射频前端的工作原理

射频前端的工作原理

射频前端的工作原理
射频前端的工作原理可以从以下几个方面阐述:
一、射频前端的功能
射频前端是一个无线电收发信机的前置电路,主要实现以下功能:
1. 收发射频信号的选择开关功能;
2. 接收信号的低噪声放大;
3. 发射信号的驱动放大;
4. 发射和接收信号的过滤、匹配与隔离。

二、接收路径工作原理
1. 接收天线接收无线电信号;
2. 低噪声放大器提高信号强度,改善信噪比;
3. 滤波器过滤毗邻频段干扰信号;
4. 下变频混频器将高频信号转换到中频或基带;
5. 中频放大器进一步过滤和放大信号。

三、发射路径工作原理
1. 基带信号经过调制形成中频信号;
2. 中频放大器放大调制后的信号;
3. 上变频混频器将中频信号转换到射频;
4. 驱动放大器增大发射功率驱动天线;
5. 发射滤波器滤波发射信号,消除杂散发射。

四、发收切换技术
通过固态开关、循环器、多工器等实现发射和接收路径的快速切换。

五、隔离技术
采用物理屏蔽、准稳态偏置等技术,降低发射信号对接收端的干扰。

六、与数码信号处理的结合
利用数字射频技术,可以实现数字控制,提高性能,实现软件定义射频的目标。

综上所述,射频前端通过精心设计的电路拓扑和组合技术,实现发射和接收两路射频信号的有效处理与链路匹配,是无线电收发系统的关键组成部分。

gps天线原理

gps天线原理

1 GPS卫星信号的组成 GPS卫星信号采用典型的码分多址(CDMA)调制技术进行合成(如图 2 所示),其完整信号主要包括载 波、伪随机码和数据码等三种分量。信号载波处于L波段,两载波的中心频率分别记作L1 和L2。卫星信号 参考时钟频率f0 为 10.23MHz,信号载波L1 的中心频率为f0 的 154 倍频,即: fL1=154×f0=1575.42MHz (1) 其波长λ1=19.03cm;信号载波L2 的中心频率为f0 的 120 倍频,即: fL2=120×f0=1227.60MHz (2) 其波长λ2=24.42cm。两载波的频率差为 347.82MHz,大约是L2 的 28.3%,这样选择载波频率便于测得 或消除导航信号从GPS卫星传播至接收机时由于电离层效应而引起的传播延迟误差。伪随机噪声码(PRN) 即测距码主要有精测距码(P码)和粗测距码(C/A码)两种。其中P码的码率为 10.23MHz、C/A码的码率为 1.023MHz。数据码是GPS卫星以二进制形式发送给用户接收机的导航定位数据,又叫导航电文或D码,它主 要包括卫星历、卫星钟校正、电离层延迟校正、工作状态信息、C/A码转换到捕获P码的信息和全部卫星的 概略星历;总电文由 1500 位组成,分为 5 个子帧,每个子帧在 6s内发射10 个字,每个字 30 位,共计 300 位,因此数据码的波特率为 50bps。
基于 MAX2742 型电路的 GPS 接收机设计
李今明
1 引言 GPS 卫星发送的导航定位信号是一种可供无数用户共享的信息资源。对于陆地、海洋和空间的广大用户, 只要用户拥有能够接收、跟踪、变换和测量 GPS 信号的接收设备即 GPS 信号接收机,就可以在任何时候 用 GPS 信号进行导航定位测量。GPS 信号接收机的功能是能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待 测卫星的信号,并跟踪这些卫星的运行,对接收到的 GPS 信号进行变换、放大和处理、以便测量出 GPS 信号从卫星接收机天线的传播时间,解译 GPS 卫星所发送的导航电文,实时地计算出测站的 3 维位置甚 至 3 维速度和时间。 典型 GPS 接收机的结构如图 1 所示。

卫星导航系统接收机原理与设计——之一(下)

卫星导航系统接收机原理与设计——之一(下)

卫星导航系统接收机原理与设计——之一(下)刘天雄【期刊名称】《卫星与网络》【年(卷),期】2015(000)008【总页数】5页(P54-58)【作者】刘天雄【作者单位】【正文语种】中文2.2 射频前端通常天线接收到的导航卫星信号不仅功率极其极低,而且掺杂着噪声并且伴随着各种有意无意的干扰信号,一般情况下导航信号弱于背景噪声,例如,GPS系统L1频段的信号地面功率为-160dBW,民用L1频点的信号功率比背景噪声低16dB,美国军用P码信号功率比C/A码信号功率密度低13dB,GPS信号强度如图5所示。

因此,导航信号很容易受到干扰,安全性比较差,接收机在开展相关信号处理前首先要放大接天线收到的导航信号。

接收机射频前端定义为接收天线到模数转换器之间的所有部件,它是将天线接收到的无线电导航信号进行滤波、低噪声放大、再滤波、混频、再滤波和放大等一系列单元的组合,输出是具有一定增益的易于被数字采样的数字中频信号。

主要作用是对接收到的导航信号进行预处理和下变频处理,信号预处理首先利用带通滤波器滤除带外干扰信号,然后对滤波处理的信号进行放大;下变频利用混频器将接收到的射频信号降频处理成为模拟中频信号,这就要求射频前端提供稳定、精确的本地晶振与输入信号进行混频。

2.2.1 基本结构卫星导航接收机射频前端由带通滤波器(BPF)、放大器(Amplifier)、本地振荡器LO(Local Oscillator)、频率综合器(frequency synthesizer)、自动增益控制器AGC(Automatic Gain Control)、模数转换器ADC(Analog to Digital Converter)组成,射频前端基本结构如图6所示,其中频率综合器为接收机射频前端提供时间和频率参考。

射频前端接收天线捕获到的无线电射频卫星导航信号,完成射频信号下变频(down-conversion)、滤波(filtering)、放大(amplification)、采样(sampling)等信号处理任务,射频前端又称为前置放大器。

GPS接收机射频前端电路原理与设计--60页完整版

GPS接收机射频前端电路原理与设计--60页完整版

GPS接收机射频前端电路原理与设计[摘要]在天线单元设计中采用了高频、低噪声放大器,以减弱天线热噪声及前面几级单元电路对接收机性能的影响;基于超外差式电路结构、镜频抑制和信道选择原理,选用G P2010芯片实现了射频单元的三级变频方案,并介绍了高稳定度本振荡信号的合成和采样量化器的工作原理,得到了导航电文相关提取所需要的二进制数字中频卫星信号。

[被屏蔽广告]关键词:GPS接收机灵敏度超外差锁相环频率合成利用GPS卫星实现导航定位时,用户接收机的主要任务是提取卫星信号中的伪随机噪声码和数据码,以进一步解算得到接收机载体的位置、速度和时间(PVT)等导航信息。

因此,GPS接收机是至关重要的用户设备。

目前实际应用的GPS接收机电路一般由天线单元、射频单元、通信单元和解算单元等四部分组成,如图1所示。

本文在分析GPS卫星信号组成的基础上,给出了射频前端GP2010的原理及应用。

1 GPS卫星信号的组成GPS卫星信号采用典型的码分多址(CDMA)调制技术进行合成(如图2所示),其完整信号主要包括载波、伪随机码和数据码等三种分量。

信号载波处于L波段,两载波的中心频率分别记作L1和L2。

卫星信号参考时钟频率f0为10.23MHz,信号载波L1的中心频率为f0的154倍频,即:fL1=154×f0=1575.42MHz (1)其波长λ1=19.03cm;信号载波L2的中心频率为f0的120倍频,即:fL2=120×f0=1227.60MHz (2)其波长λ2=24.42cm。

两载波的频率差为347.82MHz,大约是L2的28.3%,这样选择载波频率便于测得或消除导航信号从GPS卫星传播至接收机时由于电离层效应而引起的传播延迟误差。

伪随机噪声码(PR N)即测距码主要有精测距码(P码)和粗测距码(C/A码)两种。

其中P码的码率为10.23MHz、C/A码的码率为1.023MHz。

数据码是GPS卫星以二进制形式发送给用户接收机的导航定位数据,又叫导航电文或D 码,它主要包括卫星历、卫星钟校正、电离层延迟校正、工作状态信息、C/A码转换到捕获P码的信息和全部卫星的概略星历;总电文由1500位组成,分为5个子帧,每个子帧在6s内发射10个字,每个字30位,共计300位,因此数据码的波特率为50bps。

一种双模五频点射频前端设计

一种双模五频点射频前端设计

一种双模五频点射频前端设计居益林;郑建生【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(000)001【摘要】According to trends and the needs of the civilian satellite navigation receiver , a new dual-mode and five-frequency RF front-end proposal and the whole circuit design has been proposed ,it can simultaneously meet re-ceiver’s reception for the five frequency signals of GPS L1,L2 and Compass II B1,B2 and B3.Test results show that it is particularly suit to handle multiple signals of satellite navigation receiver system because of the superior de -sign, stable performance and strong anti-interference ability.%根据民用卫星导航接收机市场的发展趋势和需求,提出了一种双模五频点射频前端设计方案,并完成电路设计。

新方案能够同时满足接收机对GPS L1和L2以及北斗二代B1、B2和B3五个频点信号的接收。

实测结果表明设计性能优越,性能稳定,抗干扰能力强,特别适合需要同时处理多模多路信号的卫星导航接收机系统。

【总页数】5页(P209-213)【作者】居益林;郑建生【作者单位】武汉大学电子信息学院,武汉430079;武汉大学电子信息学院,武汉430079【正文语种】中文【中图分类】TN914【相关文献】1.一种超低噪声抗干扰射频接收前端设计 [J], 王毅刚;程冰;李勇;朱卫俊;范小龙2.一种宽带接收射频前端设计与实现 [J], 魏明3.一种五天线双频点GPS接收机射频前端设计 [J], 吴越;郑建生;刘郑4.一种可重构的宽带射频前端设计 [J], 郭昭杨5.一种3.5GHz频段双通道射频前端设计 [J], 吴学富;程方;刘浩东因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

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GPS双频 M码接收机射频前端设计与实现景晗;郑建生;吴越【摘要】介绍了GPS信号体制、新型军用M码的产生方式及其特点,并将新型M码信号与传统GPS信号做了对比。

采用超外差式结构分离元器件方案完成了系统的设计并给出了组成原理框图。

然后对原理框图中每一个功能单元的电路实现进行了设计,合理选择了低噪声放大器、功分器、射频滤波器、射频放大器、混频器、本振发生器、中频滤波器、中频放大器、数控衰减器、末级放大器等,根据选择的器件完成了原理图以及PCB设计,并为系统设计了屏蔽盒。

最后对系统相应的指标进行了测试,测试结果表明该射频前端达到了要求的技术指标。

%RF front-end of M Code GPS Dual-frequency Receiver is designed and realized in this paper.First-ly, the traditional GPS signal system, the generation method of new military M code and its characteristic, and differences between the new M code signal and the traditional GPS signals are introduced.The scheme of separation components with superheterodyne structure is selected to complete the system design and the functional block dia-gram is given.Then the circuit implementation of each functional units in the functional block diagram are analyzed and designed by reasonable selections of low noise amplifier, power splitters, RF filter, RF amplifier, mixer, the vibration generator, intermediate frequency filter, intermediate frequency amplifier, digital control attenuator, final stage amplifier and so on.The schematic and PCB design are completed based on the selected devices, and the shielding box is designed for the system.Thecorresponding indexes of system are tested at the end; results show that the RF front-end meets the requirements.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(016)009【总页数】11页(P205-215)【关键词】GPS;M码;接收机;射频前端【作者】景晗;郑建生;吴越【作者单位】武汉大学电子信息学院,武汉430072;武汉大学电子信息学院,武汉430072;武汉大学电子信息学院,武汉430072【正文语种】中文【中图分类】TN911.4GPS[1]已经被广泛运用于社会各个领域,但是这种源于20世纪70年代的规划和技术基础的产物在抗干扰、安全性等诸多方面存在着自身难以克服的缺陷。

随着科技的进步、对GPS的不断开发以及军用与民用对GPS性能要求的提高,美国于1999年正式提出了对GPS的现代化改造计划。

GPS现代化之前的GPS信号被称为传统GPS信号,它包括L1波段上的民用C/A 码信号以及L1和L2波段上的军用P(Y)码信号。

GPS现代化计划的一个重点是开发高性能的新型导航信号,比如具有更好的信号相关性、更大的信号功率、更妥善的导航电文结构、更高的定位精度以及更强的抗干扰能力[2]等。

表现在军事方面,GPS现代化的内容之一是在L1和L2载波上增加发射M军码信号,即L1M和L2M两军用信号,M码的保密安全性能以及抗干扰性能更高,美国希望以此最终取代传统P(Y)码信号[3]。

M码作为GPS现代化计划中美国希望最终取代传统P(Y)码的新型信号,对其进行研究具有重要意义。

要研究M码的导航定位等性能,对GPS双频M码接收机的研究则势在必行,射频前端设计则是其中重要的一部分。

由于从M码在卫星上播发到现在仅十年时间,且其需要美国军方授权才能使用,所以目前国内外对GPS双频M码接收机的研究较少,大多还停留在理论研究及软件仿真阶段,而且主要是针对M码的跟踪捕获技术,关于M码射频前端的相关研究非常少。

中国电子科技集团公司第22研究所的工程师杜黎明分析了M码接收处理的基本原理,利用System View软件对其中的关键模块进行了初步仿真,提出了研究M码技术的一些思路与检验评估方法[4],其仿真模块中的射频前端单元采用了一次变频结构实现,具有借鉴意义。

清华大学硕士郑锐设计了单通道GPS 模拟信号源(包括M码信号),在验证模拟源产生的M码信号是否正确过程中设计了射频前端装置[5],虽然用于处理模拟产生的M码信号,但该设计仍具有参考价值。

美国斯坦福大学Dennis M.Akos设计了一种直接射频采样多频点GPS接收机系统,该系统对GPS信号直接进行AD采样,采用的是带通采样方式,电路结构简单,而且适用性强,对GPS双频M码接收机的前端设计具有参考意义[6]。

本文研制了GPS双频M码接收机射频前端系统,依据相关技术指标要求对系统进行设计,包括单元电路设计、器件选型、PCB版图设计、屏蔽外壳设计等,并完成电路的安装调试、系统的测试从而实现该系统。

主要方案是通过天线将接收到的GPS信号通过功分器分为五路处理,每一路分别经射频放大和射频滤波器滤波后与本振进行混频,将GPS信号的中心频率下变到46.035 MHz的中频,混频后的中频信号首先通过中频滤波器滤除带外噪声,然后送给中频放大器进行放大,最后通过数控增益单元以及末级放大器进一步对系统增益进行控制,保证中频输出信号幅度满足后级AD采样的需求。

1.1 传统GPS信号体制GPS系统是一个典型的扩频通信系统,系统需要传输的核心信息即为导航电文,导航电文首先与伪随机码(PRN码)异或相加实现扩频,扩频之后的信号与本地载波进行双相移位键控(BPSK)调制得到最终的发射信号。

GPS信号的两个载波分别为L1(1 575.42 MHz)和L2(1 227.6 MHz)。

传统GPS信号功率谱密度如图1所示,由图可见C/A码和P(Y)码信号功率谱密度在载波频点处达到峰值。

1.2 新型军用M码产生方式以及特点在传统GPS上,由于L1波段上的民用C/A码信号和军用P(Y)码信号的频谱中心重叠在一起,因而若在战场区域干扰民用L1C/A码信号,则该区域的军用L1P(Y)信号也必然会受到影响,同时,GPS不能为了增强军用L1P(Y)信号的抗干扰性能而增强对其的发射功率,否则会违反国际电信联盟(ITU)对保护通信信号的有关规定,并且也会影响到民用C/A码信号的正常服务。

因此GPS现代化军用信号的频谱与其民用信号频谱分离是必须的。

通过研究对比,美国军方最终决定对在L1、L2两个波段上新增加播发的M码军用信号采用BOC(binary offset carrier,二进制偏移载波)调制方法,以减少与已经占据在这两个波段上其他信号间的干扰。

GPS的军用M码信号采用BOC(10,5)调制,其功率谱密度函数如图2所示,由图2可知M码信号在载波中心频率处的功率谱密度值等于零,正好避开与分别采用BPSK-R(1)和BPSK-R(10)调制的L1 C/A码和L1/L2 P(Y)信号在载波中心频率处的功率谱密度峰值,图3给出了L1频段上M码、C/A码以及P码功率谱密度比较。

正是采用了BOC调制,M码军用信号的发射功率可以很强,却又可以避免对L1和L2波段上其他信号的干扰。

那些针对L1和L2波段上民用GPS/GNSS信号的干扰,不会严重影响到采用BOC调制的M码信号的质量。

经精心设计与选择后,M码序列与GPS其他军用和民用伪码序列相正交,这一特点使得GPS在让其民用信号选择失效的同时,又能保证其M码信号的正常使用。

GPS的军用M码信号BOC(10,5)的频谱主瓣的中心频率位于±10f0=±10.23 MHz处,即L1波段上M码信号频谱的两个主瓣的中心频率位于(1 575.42±10.23) MHz;L2波段上M码信号频谱的两个主瓣的中心频率位于(1 227.6±10.23) MHz。

M码信号每个频谱主瓣的频宽均为2rC,即2rC=2βf0=2×5×1.023 MHz=10.23 MHz。

M码信号每个频谱主瓣的中心频率及带宽的分析对后文中射频前端的设计至关重要。

GPS双频M码接收机射频前端实现将L1和L2频段上的M码频谱包络搬移到中频频段以方便后级基带部分处理,是GPS双频M码接收机的重要组成部分。

L1波段上的M码信号频谱主瓣有两大部分,主瓣中心频率分别为(1 575.42±10.23) MHz,即1 585.65 MHz和1 565.19 MHz,两主瓣的带宽均为10.23 MHz;L2波段上的M码信号频谱主瓣也有两大部分,主瓣中心频率分别为(1 227.6±10.23) MHz,即1 237.83 MHz和1 217.37 MHz,主瓣的带宽均为10.23 MHz。

GPS双频M码接收机射频前端需要完成的核心工作就是将M码的这四部分主瓣频谱包络搬移到中频频段给后级基带部分处理,搬移的同时要保证各种其他性能,如高增益、低噪声、抑制带外干扰等。

本射频前端设计指标如表1所示。

指标要求中输入信号频率中的(1 227.6±10.23) MHz和(1 575.42±10.23) MHz 即为M码的4个中心频率点。

2.1 GPS双频M码接收机射频前端的方案由于本射频前端指标要求都相对比较高,而且有一些是特殊的应用需求,例如系统整体增益需要使用5为拨码开关控制,天线需要馈电开关等,因而选择分离元器件方案作为设计方案。

分离元器件方案指的是利用各个功能单元去组成最终射频前端电路,这些功能单元主要包括LNA单元,射频滤波放大单元,混频单元,中频滤波放大单元等,各个单元选用合适的射频芯片去完成相应的功能。

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