GPS/北斗双模接收机前端的设计与实现

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在我国采用GPS卫星导航定位技术的终端产品高达95%。可见,卫星导航定位系统几乎全部依靠外国,这存在着很大的潜在危险,对于军事导航定位的应用,危险性更是巨大。而目前还处在发展阶段的北斗卫星导航定位系统,在应用中难免会暴露出一些问题,因此可以同时接收GPS卫星信号和北斗卫星信号的双模接收机就显得非常重要,双模接收机的优点在于不仅可以提高定位的精度,而且更为重要的是当GPS系统失效时,北斗系统仍然可以工作,这样可以避免在战争时期处于被动的局面。所以研究GPS/北斗双模接收机对我国具有极其重要的意义。本课题的研究方向就是GPS/北斗双模接收机。通过对课题指标的分析,采用技术成熟的超外差结构来实现。为了实现抗干扰的功能,采用四个接收通道,为了有较好的抗干扰能力,对四个通道之间的幅相一致性有要求。本振模块采用锁相环来实现,因此,相位噪声以及杂散抑制是需要考虑的指标。本文首先介绍了GPS原理,并且与北斗导航定位系统做了简要的对比。然后结合课题的要求分析了所用的超外差结构接收机的优缺点,论文主要分为三部分。第一部分为接收通道的设计与实现。详细介绍了接收通道所用到的指标,器件的选择、使用中的注意事项以及电路的实现方法。第二部分为本振频综模块的设计与实现。同样介绍了采用的电荷泵锁相环技术的基本原理,所用到的指标,器件的选择、以及电路的实现方法。第三部分介绍了对指标的测量方法。并与数字信号处理板联调。通过测量,该双模接收机的噪声系数为2.5dB,增益为57dB,灵敏度为-133dBm,输出P1dB为5dBm,四个通道之间的幅度一致性优于0.5dB,相位一致性优于5°。频综模块的输出功率为6.5dBm,杂散抑制≤-65dBc,相位噪声为-80dBc/Hz@1KHz。结果表明各项指标满足要求,证明所设计制作的原理样机是成功的。本文最后做出了总结,并提出了改进意见。本课题的难点在于该GPS/北斗双模接收机方案的确定,选择器件来实现该方案,以及四个接收通道之间幅相一致性的调节。
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