基于北斗收發(fā)系統(tǒng)的前端研制.pdf

1、北斗全稱北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，它是繼美國全球定位系統(tǒng)GPS、俄羅斯GLONASS之后，我國根據(jù)自身科技發(fā)展和需要以實(shí)現(xiàn)授時(shí)、快速導(dǎo)航定位、雙向簡短報(bào)文通信等功能為目標(biāo)，自行設(shè)計(jì)開發(fā)的具有區(qū)域性有源三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)，簡稱CNSS。尤其是當(dāng)我國越來越重視導(dǎo)航在國民生活和軍事中的作用以及北斗“雙星”定位的方案確立以來，我國一直在加大對北斗事業(yè)的關(guān)注和科研，北斗二代導(dǎo)航系統(tǒng)也在逐漸成熟起來。目前，北斗系統(tǒng)的定位精度在我國區(qū)域和美國GPS相當(dāng)，

2、并可實(shí)現(xiàn)雙向簡短報(bào)文通信，這是美國GPS所不能提供的，北斗以其優(yōu)越的性能在國民經(jīng)濟(jì)、救援以及軍事等各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮了巨大的作用，具有戰(zhàn)略性意義。而一個(gè)系統(tǒng)中要實(shí)現(xiàn)信息的傳遞，接收和發(fā)射系統(tǒng)是不可缺少的，收、發(fā)信機(jī)的性能好壞將直接決定整個(gè)系統(tǒng)的使用功能，故本文研究北斗地面終端的接收和發(fā)射系統(tǒng)的高性能前端具有重要的意義和廣闊的前景。
　　 北斗射頻組件接收模塊工作在S波段(工作頻帶為2491.75±4.08MHz)、發(fā)射模塊工作在L波段

3、(工作頻帶為1615.68±4.08MHz)，本文首先對射頻接收機(jī)及其前端進(jìn)行了詳細(xì)的理論介紹并選取了Avago公司生產(chǎn)的ATF-34143低噪聲放大管和Hittite公司生產(chǎn)的HMC單片放大芯片仿真設(shè)計(jì)了一種工作在北斗接收頻段低噪聲放大器作為接收組件前級，擔(dān)負(fù)著接收出站信號并進(jìn)行前置濾波、低噪聲放大等工作。其次，針對射頻收發(fā)通道介紹了頻率源鎖相環(huán)技術(shù)的原理和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并介紹了Silicon Laboratories公司生產(chǎn)的Si-

4、4133雙波段射頻集成鎖相環(huán)芯片以及Analog Devices公司生產(chǎn)的AD8347寬帶正交解調(diào)器的結(jié)構(gòu)和原理，并分析了解調(diào)器的射頻可增益放大器VGA、基帶可變增益放大器以及檢波解調(diào)技術(shù)的原理等，針對解調(diào)器混頻輸出端與基帶放大器輸入之間設(shè)計(jì)一款五階帶通濾波器對基帶信號進(jìn)行濾波，并結(jié)合課題研究要求給出具體的接收通道設(shè)計(jì)思路，最后結(jié)合ADS電磁仿真軟件對接收系統(tǒng)進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。然后介紹了數(shù)字調(diào)制，課題設(shè)計(jì)的通道信號經(jīng)BPSK調(diào)制器調(diào)制到發(fā)

5、射載頻，經(jīng)帶通濾波器濾除旁瓣功率譜、鏡像頻譜及其它組合頻譜，繼而通過射頻前置功率放大電路放大到一定功率。最后，本文還對方案的可行性做出了驗(yàn)證，使用Protel畫出電路版圖，并對電路板進(jìn)行了調(diào)試，使用頻譜分析儀和測試軟件對北斗射頻收發(fā)組件性能進(jìn)行了一系列測試，并給出最終儀器測試數(shù)據(jù)圖，證明本論文研究的方案是切實(shí)可行的，收發(fā)組件的各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。最終結(jié)果為：中頻頻率12.24MHz，中頻功率.2±1.5dBm，輸出解調(diào)信號功率