基于MAX2769B的BDS接收机设计与实现
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（３）：５７０－５７３．
第 ３期 唐振辉等：基于 ＭＡＸ２７６９Ｂ的 ＢＤＳ接收机设计与实现
５７１
射频前端的设计需要考虑功耗低、集成度高、 集成了射频信号接收链路的所有器件。其中，低 成本低和性能好等特点。ＭＡＸ２７６９Ｂ是 Ｍａｘｉｍ推 噪声放大器（ＬＮＡ）的增益达到 １６ｄＢ，整体级联噪 出的最灵活的卫星接收机射频芯片，它具有低功 声低至 １４ｄＢ，Ｎ分频合成器精度为 ±４０Ｈｚ，最 耗、集成度高、高性能和低成本等特点。因此射 低供电电流为 １０ｍＡ。基于 ＭＡＸ２７９６Ｂ设计的射 频前端的方案选择使用基于 ＭＡＸ２７６９Ｂ芯片来设 频前端原理如图 １所示，包含了前置滤波器、前 计。ＭＡＸ２７６９Ｂ是一款完整的射频信号接收芯片， 置放大器和 ＭＡＸ２７６９Ｂ内部集成的模块。
要性能 参 数 有 信 号 带 宽、噪 声 系 数、阻 抗 匹 配、 （ＬＮＡ）、混频器、带通滤波器（ＢＰＦ）、自动增益控制
插入损耗等。本文主要介绍基于 ＭＡＸ２７６９Ｂ设计 器（ＡＧＣ）、Ａ／Ｄ转换器。从天线接收到的 ＢＤＳ信号
的 ＢＤＳ接收机射频前端部分。ＭＡＸ２７６９Ｂ是新一 非常微弱，并且带有噪声和干扰。首先，前置滤波
收稿日期：２０１７－０３－１０ 基金项目：国家自然科学基金项目 （６１２６３０２８） 作者简介：唐振辉 （１９８９—），男，硕士，研究方向：卫星导航，ｍ１８７０７７３３２８１＠１６３ｃｏｍ。 引文格式：唐振辉，蔡成林，张首刚，等．基于 ＭＡＸ２７６９Ｂ的 ＢＤＳ接收机设计与实现 ［Ｊ］．桂林理工大学学报，２０１８，３８
航接收机非常必要。而随着电子技术的发展，高 １５６１０９８ＭＨｚ左右，频率如此高的信号不能直接使
性能、低成本、体积小的北斗卫星导航接收机是 用模数转换器（ＡＤＣ）转换为数字信号。因此需要设
未来发展的方向。
计射频前端模块将天线接收的模拟信号转化为基带
射频前端是卫星接收机第一个信号处理模块， 数字信号。ＢＤＳ接收机射频前端是采用超外差接收
ｄｏｉ：１０３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ１６７４－９０５７２０１８０３０３０
基于 ＭＡＸ２７６９Ｂ的 ＢＤＳ接收机设计与实现
唐振辉１，蔡成林１，张首刚２，韦照川１
（１桂林电子科技大学 广西精密导航技术与应用重点实验室，广西 桂林 ５４１００４； ２中国国家授时中心，西安 ７１０６００）
Fra Baidu bibliotek
摘 要：为了实现 ＢＤＳ卫星信号 Ｂ１频点的接收，采用 ＭＡＸ２７６９Ｂ设计了一种射频信号接收系统方案。该 方案具有功耗低、集成度高、稳定性好等特点，根据 ＭＡＸ２７６９Ｂ的工作原理和结构特点，利用 ＭＡＸ２７６９Ｂ 实现了一种 ＢＤＳ接收机射频前端方案。详细描述了射频前端每个模块的功能，介绍了电路板制作的重要 原则和北斗 Ｂ１频点信号接收方法。在制作完成射频接收前端后，对射频模块输出的中频信号进行测试， 射频模块输出的中频信号满足理论分析，输出信号功率增益 １１２ｄＢ，且能用在基带信号处理程序上实现信 号捕获。 关键词：ＢＤＳ；接收机；射频前端；ＭＡＸ２７６９Ｂ 中图分类号：ＴＮ９１４４ 文献标志码：Ａ
图 １ 射频前端原理图 Ｆｉｇ１ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｂｌｏｃｋｄｉａｇｒａｍ ｏｆＲＦｆｒｏｎｔｅｎｄ
２ 基于 ＭＡＸ２７６９Ｂ的射频前端设计 ｓＩＦ，Ｑ（ｔ） ＝ １２ＡＢＡｏＣ（ｔ）Ｄ（ｔ）ｓｉｎ（２πｆＩＦ ＋θｏ －θＢ）。
完整的 ＢＤＳ接收机包含射频信号的处理、基
（４）
带信号的处理和定位算法，本文采用 ＭＡＸ２７６９Ｂ 其中：ｆＩＦ 为 设 计 的 中 频 频 率，本 文 设 计 为 ４０９２
实现射频信号接收，ＦＰＧＡ和 ＤＳＰ结构的接收平台 ＭＨｚ，通过配置合成器的分频比得到，配置公式为
处理基带信号和定位算法。ＦＰＧＡ通过 ＳＰＩ协议对 ＭＡＸ２７６９Ｂ芯片内部各个模块功能的参数配置。 ２１ 射频信号下变频
接收到的 Ｂ１载波信号经过混频器和滤波器后 的到中心频率为 ４０９２ＭＨｚ的中频信号。根据文
０ 引 言
于 ＦＰＧＡ＋ＤＳＰ的基带处理板对信号进行解码和定 位解算，最后将定位结果传送到 ＰＣ端显示。
目前北斗系统正在迅速发展，计划在 ２０２０年 建成覆盖 全 球 的 北 斗 卫 星 导 航 系 统［１］。 北 斗 卫 星
１ 射频前端
导航将在许多领域得到应用，因此，设计北斗导
天线 接 收 到 的 ＢＤＳ－Ｂ１信 号 的 中 心 频 率 在
代卫星导航接收机射频前端芯片［３］，它集成了完 器尽量滤除 Ｂ１波段以外的噪声和干扰，并通过放
整的射频信号接收链路，具有体积小、功耗低等 大器将信号功率放大；然后，混频器和滤波器将信
优点，得到了多行业以及研发人员的应用。射频 号从射频下转换到中频信号；最后，由放大器、Ａ／
前端将 ＲＦ信号变为中频数据信号［４］，然后通过基 Ｄ转换器和 ＡＧＣ将信号转化为数字信号输出。
第 ３８卷 第 ３期
桂林理工大学学报
Ｖｏｌ３８Ｎｏ３
２０１８年 ８月
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｕｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ａｕｇ ２０１８
文章编号：１６７４－９０５７（２０１８）０３－０５７０－０４
ｆＩＦ ＝ｆＢ －ｆＴＣＸＯ ＮＲ，
（５）
其中：Ｒ为整数分频比；Ｎ为整数主分频比；ｆＴＣＸＯ ＝ １６３６８ＭＨｚ为外部晶振频率；ｆＩＦ ＝４０９２ＭＨｚ为输 出的中频频率。经过计算得到 Ｒ ＝７６１，Ｎ ＝８。
献 ［５］，由于卫星与地面接收机的相对运动会使 ２２ 增益设计
在整个系统中有着举足轻重的作用［２］，设计不当 机技术将高频信号变成中频信号，再通过模数转换
会直接影响后续基带信号 处 理 和 定 位 解 算 模 块， 器将信号变成数字信号，这样就可以使用软件接收
甚至导致整个系统无法工作。评估射频前端的主 机进 行 处 理。射 频 前 端 主 要 包 括 低 噪 声 放 大 器
第 ３期 唐振辉等：基于 ＭＡＸ２７６９Ｂ的 ＢＤＳ接收机设计与实现
５７１
射频前端的设计需要考虑功耗低、集成度高、 集成了射频信号接收链路的所有器件。其中，低 成本低和性能好等特点。ＭＡＸ２７６９Ｂ是 Ｍａｘｉｍ推 噪声放大器（ＬＮＡ）的增益达到 １６ｄＢ，整体级联噪 出的最灵活的卫星接收机射频芯片，它具有低功 声低至 １４ｄＢ，Ｎ分频合成器精度为 ±４０Ｈｚ，最 耗、集成度高、高性能和低成本等特点。因此射 低供电电流为 １０ｍＡ。基于 ＭＡＸ２７９６Ｂ设计的射 频前端的方案选择使用基于 ＭＡＸ２７６９Ｂ芯片来设 频前端原理如图 １所示，包含了前置滤波器、前 计。ＭＡＸ２７６９Ｂ是一款完整的射频信号接收芯片， 置放大器和 ＭＡＸ２７６９Ｂ内部集成的模块。
要性能 参 数 有 信 号 带 宽、噪 声 系 数、阻 抗 匹 配、 （ＬＮＡ）、混频器、带通滤波器（ＢＰＦ）、自动增益控制
插入损耗等。本文主要介绍基于 ＭＡＸ２７６９Ｂ设计 器（ＡＧＣ）、Ａ／Ｄ转换器。从天线接收到的 ＢＤＳ信号
的 ＢＤＳ接收机射频前端部分。ＭＡＸ２７６９Ｂ是新一 非常微弱，并且带有噪声和干扰。首先，前置滤波
收稿日期：２０１７－０３－１０ 基金项目：国家自然科学基金项目 （６１２６３０２８） 作者简介：唐振辉 （１９８９—），男，硕士，研究方向：卫星导航，ｍ１８７０７７３３２８１＠１６３ｃｏｍ。 引文格式：唐振辉，蔡成林，张首刚，等．基于 ＭＡＸ２７６９Ｂ的 ＢＤＳ接收机设计与实现 ［Ｊ］．桂林理工大学学报，２０１８，３８
航接收机非常必要。而随着电子技术的发展，高 １５６１０９８ＭＨｚ左右，频率如此高的信号不能直接使
性能、低成本、体积小的北斗卫星导航接收机是 用模数转换器（ＡＤＣ）转换为数字信号。因此需要设
未来发展的方向。
计射频前端模块将天线接收的模拟信号转化为基带
射频前端是卫星接收机第一个信号处理模块， 数字信号。ＢＤＳ接收机射频前端是采用超外差接收
ｄｏｉ：１０３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ１６７４－９０５７２０１８０３０３０
基于 ＭＡＸ２７６９Ｂ的 ＢＤＳ接收机设计与实现
唐振辉１，蔡成林１，张首刚２，韦照川１
（１桂林电子科技大学 广西精密导航技术与应用重点实验室，广西 桂林 ５４１００４； ２中国国家授时中心，西安 ７１０６００）
Fra Baidu bibliotek
摘 要：为了实现 ＢＤＳ卫星信号 Ｂ１频点的接收，采用 ＭＡＸ２７６９Ｂ设计了一种射频信号接收系统方案。该 方案具有功耗低、集成度高、稳定性好等特点，根据 ＭＡＸ２７６９Ｂ的工作原理和结构特点，利用 ＭＡＸ２７６９Ｂ 实现了一种 ＢＤＳ接收机射频前端方案。详细描述了射频前端每个模块的功能，介绍了电路板制作的重要 原则和北斗 Ｂ１频点信号接收方法。在制作完成射频接收前端后，对射频模块输出的中频信号进行测试， 射频模块输出的中频信号满足理论分析，输出信号功率增益 １１２ｄＢ，且能用在基带信号处理程序上实现信 号捕获。 关键词：ＢＤＳ；接收机；射频前端；ＭＡＸ２７６９Ｂ 中图分类号：ＴＮ９１４４ 文献标志码：Ａ
图 １ 射频前端原理图 Ｆｉｇ１ Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｂｌｏｃｋｄｉａｇｒａｍ ｏｆＲＦｆｒｏｎｔｅｎｄ
２ 基于 ＭＡＸ２７６９Ｂ的射频前端设计 ｓＩＦ，Ｑ（ｔ） ＝ １２ＡＢＡｏＣ（ｔ）Ｄ（ｔ）ｓｉｎ（２πｆＩＦ ＋θｏ －θＢ）。
完整的 ＢＤＳ接收机包含射频信号的处理、基
（４）
带信号的处理和定位算法，本文采用 ＭＡＸ２７６９Ｂ 其中：ｆＩＦ 为 设 计 的 中 频 频 率，本 文 设 计 为 ４０９２
实现射频信号接收，ＦＰＧＡ和 ＤＳＰ结构的接收平台 ＭＨｚ，通过配置合成器的分频比得到，配置公式为
处理基带信号和定位算法。ＦＰＧＡ通过 ＳＰＩ协议对 ＭＡＸ２７６９Ｂ芯片内部各个模块功能的参数配置。 ２１ 射频信号下变频
接收到的 Ｂ１载波信号经过混频器和滤波器后 的到中心频率为 ４０９２ＭＨｚ的中频信号。根据文
０ 引 言
于 ＦＰＧＡ＋ＤＳＰ的基带处理板对信号进行解码和定 位解算，最后将定位结果传送到 ＰＣ端显示。
目前北斗系统正在迅速发展，计划在 ２０２０年 建成覆盖 全 球 的 北 斗 卫 星 导 航 系 统［１］。 北 斗 卫 星
１ 射频前端
导航将在许多领域得到应用，因此，设计北斗导
天线 接 收 到 的 ＢＤＳ－Ｂ１信 号 的 中 心 频 率 在
代卫星导航接收机射频前端芯片［３］，它集成了完 器尽量滤除 Ｂ１波段以外的噪声和干扰，并通过放
整的射频信号接收链路，具有体积小、功耗低等 大器将信号功率放大；然后，混频器和滤波器将信
优点，得到了多行业以及研发人员的应用。射频 号从射频下转换到中频信号；最后，由放大器、Ａ／
前端将 ＲＦ信号变为中频数据信号［４］，然后通过基 Ｄ转换器和 ＡＧＣ将信号转化为数字信号输出。
第 ３８卷 第 ３期
桂林理工大学学报
Ｖｏｌ３８Ｎｏ３
２０１８年 ８月
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＧｕｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ａｕｇ ２０１８
文章编号：１６７４－９０５７（２０１８）０３－０５７０－０４
ｆＩＦ ＝ｆＢ －ｆＴＣＸＯ ＮＲ，
（５）
其中：Ｒ为整数分频比；Ｎ为整数主分频比；ｆＴＣＸＯ ＝ １６３６８ＭＨｚ为外部晶振频率；ｆＩＦ ＝４０９２ＭＨｚ为输 出的中频频率。经过计算得到 Ｒ ＝７６１，Ｎ ＝８。
献 ［５］，由于卫星与地面接收机的相对运动会使 ２２ 增益设计
在整个系统中有着举足轻重的作用［２］，设计不当 机技术将高频信号变成中频信号，再通过模数转换
会直接影响后续基带信号 处 理 和 定 位 解 算 模 块， 器将信号变成数字信号，这样就可以使用软件接收
甚至导致整个系统无法工作。评估射频前端的主 机进 行 处 理。射 频 前 端 主 要 包 括 低 噪 声 放 大 器