多通道多模衛星導航射頻集成電路的製作方法

2023-05-15 22:20:01 1

專利名稱：多通道多模衛星導航射頻集成電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及集成電路，具體涉及多通道多模衛星導航射頻集成電路。
背景技術：
衛星導航系統由三大子系統構成空間衛星系統、地面監控系統、用戶接收系統。 其中，用戶接收系統主要由以無線電技術和計算機技術支撐的衛星接收機及數據處理軟體 構成，是衛星導航三大子系統之一，是面向用戶的終端機。由於其依賴於接到到得微弱射頻 衛星信號來工作，所以它易受射頻幹擾的影響。射頻幹擾可能是寬帶的、窄帶的、無意的或 有意的。因為射頻幹擾不能預測，當它出現時，無論衛星發射的信號是否完好，它都會降低 衛星信號的完整性，無法實現定位功能。隨著電子技術發展，電磁環境也越來越惡劣，特別是在戰爭時，敵方將會發射強的 同頻帶幹擾信號，對導航信號進行幹擾，導航接收機的正常工作依賴於外部射頻信號，因此 易受外來射頻信號的幹擾，導致導航精度的降低，或者導航接收機失去對衛星的跟蹤，無法 定位，這樣我國投入巨資建立的「北鬥二代」衛星導航系統在戰爭中就會失去了它應有的作 用。為了有效抑制有意或者無意的射頻幹擾，目前的主流是通過自適應調零天線技術來實 現。自適應調零天線可以從空間方位和角度上最大限度地自適應地抑制幹擾，同時對正常 定位所需要的從導航衛星上接收的信號影響最小。自適應智能調零天線在軍事上、國防工 業具有重要作用，能經受敵方或外部電磁環境幹擾。專利「多模式衛星導航接收射頻前端晶片」專利申請號200710069408. 4，提出了一 種多模式衛星導航接收射頻前端的構架方法，但是，該專利在射頻前端無法在較寬的頻率 範圍內工作，需要通過多模式控制邏輯從低噪聲放大器/混頻器組中選擇一個相應頻段的 低噪聲放大器或混頻器，從而導致晶片結構複雜、面積大、成本高，同時，由於晶片只集成了 一路完整的接收通道，其同一時刻只能處理一個天線接收的導航信號，無法滿足多通道抗 幹擾衛星導航系統的要求。目前國內的抗幹擾衛星導航系統一般採用由多個射頻晶片搭建的多通道模塊方 案，該方案實現相同功能需要至少20個關鍵元器件，各器件之間的一致性較差，導致系統 相位誤差和幅度誤差較大，且調試難度大，難以實現批量生產。並且存在成本高、體積大、功 耗高、一致性差等問題，無法很好的滿足系統要求，從而限制了其在抗幹擾衛星導航系統中 的應用。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在於提供一種多通道多模衛星導航射頻集成電路。為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是，多通道多模衛星導航射頻集成電 路，其特徵在於包括低噪聲放大器輸入埠、鏡像抑制混頻器輸出埠、無源混頻器輸入 埠、可變增益放大器輸出埠、模式控制邏輯單元輸入埠以及對以下電路進行集成的 電路，這些電路包括低噪聲放大器組、鏡像抑制混頻器組、無源混頻器組、可變增益放大器組、模式控制邏輯單元、頻率合成器和分頻器；其中，衛星導航信號由有源天線組輸入，通過 低噪聲放大器輸入埠進入低噪聲放大器組，低噪聲放大器組對衛星導航信號進行放大處 理後，輸出放大處理後的射頻信號到鏡像抑制混頻器組，低噪聲放大器組的作用是提供足 夠的增益以降低系統噪聲；鏡像抑制混頻器組對射頻信號進行第一次下變頻處理和鏡像信 號抑制處理後通過鏡像抑制混頻器輸出埠輸出到外接的聲表面波濾波器組，鏡像抑制混 頻器組的作用是實現射頻信號的第一次下變頻並完成鏡像信號抑制的功能；外接的聲表面 波濾波器組抑制混頻產生的雜波信號後由無源混頻器輸入埠輸入到無源混頻器組，無源 混頻器組對信號進行第二次下變頻處理後輸出到可變增益放大器組，可變增益放大器組將 中頻信號放大，通過可變增益放大器輸出埠輸出至片外的模擬-數字轉換器組；片外模 擬-數字轉換器組將接收到的中頻模擬信號量化處理為數位訊號後由片外的數位訊號處 理單元進行數字算法運算，識別導航信號和幹擾信號，提取出正確的導航信號送入外部導 航終端設備；片外數位訊號處理單元通過模式控制邏輯單元輸入埠對模式控制邏輯單元 進行編程，使模式控制邏輯單元工作在需要的導航模式下；模式控制邏輯單元對頻率合成 器和分頻器進行控制，頻率合成器為鏡像抑制混頻器組提供第一次下變頻所需要的本振信 號，分頻器為無源混頻器組提供第二次下變頻所需要的本振信號。本發明通過天線陣列和多個獨立的衛星導航接收機通道以及數位訊號處理模塊 自適應地調整波束的零點位置，使之對準幹擾源方向並降低副瓣波束電平來抑制幹擾，從 而實現消除幹擾、恢復衛星信號的完整性，同時，本發明將多個通道多模抗幹擾衛星導航接 收射頻電路集成在同一個晶片上，採用寬帶、高線性度射頻前端設計技術，晶片工作在不同 模式頻段間切換時無需對低噪聲放大電路、鏡像抑制混頻電路、無源混頻電路進行選擇，使 用相同的射頻通道就可以對任意導航信號進行處理，從而簡化了系統結構，減小了晶片面 積，從而實現低成本、小體積、低功耗、一致性好的多模式抗幹擾衛星導航系統，性能優，工 藝簡單，使用方便。根據本發明所述的多通道多模衛星導航射頻集成電路的一種優選方案，所述低噪 聲放大器組由η個低噪聲放大電路構成，所述鏡像抑制混頻器組由m個鏡像抑制混頻電路 構成，m=n ；每一個低噪聲放大電路的輸入端均分別連接一個低噪聲放大器輸入埠，每一 個低噪聲放大電路的輸出端均分別連接一個鏡像抑制混頻電路的輸入端，每一個鏡像抑制 混頻電路的輸出端均分別連接一個鏡像抑制混頻器輸出埠 ；頻率合成器為每一個鏡像抑 制混頻電路提供第一次下變頻所需要的本振信號。根據本發明所述的多通道多模衛星導航射頻集成電路的一種優選方案，所述無源 混頻器組由m個無源混頻電路構成，所述可變增益放大器組由M個可變增益放大電路構成； m=m ；每一個無源混頻電路的輸入端均分別連接一個無源混頻器輸入埠，每一個無源混頻 電路的輸出端均分別連接一個可變增益放大電路的輸入端，每一個可變增益放大電路的輸 出端均分別連接一個可變增益放大器輸出埠，分頻器為每一個無源混頻電路提供第二次 下變頻所需要的本振信號。本發明採用了寬帶、高線性度射頻前端設計技術，集成電路工作在不同模式頻段 間切換時，無需對低噪聲放大電路、鏡像抑制混頻電路、無源混頻電路進行選擇，使用相同 的射頻通道就可以對1. IGHz 1. 7GHz內的任意導航信號進行處理，從而簡化了系統結構， 減小了晶片面積。
根據本發明所述的多通道多模衛星導航射頻集成電路的一種優選方案，任一鏡像 抑制混頻電路由電阻R1、R2、三極體Tl T 6和變壓器Ll構成，三極體T1，T2組成差分共 基極低噪聲放大器，將輸入射頻電壓信號轉換成電流信號，三極體Τ3 Τ6和電阻Rl，R2組 成雙平衡混頻器，其中，變壓器Ll的初級繞組接收低噪聲放大電路輸出的射頻信號，變壓 器Ll的次級繞組的輸出端分別連接三極體Τ1、Τ2的發射極，三極體Τ1、Τ2的基極由外部提 供偏置電壓；三極體Τ3、Τ4的發射極同時連接到三極體Tl的集電極，三極體Τ5、Τ6的發射 極同時連接到三極體Τ2的集電極，三極體Τ3 Τ6的基極同時接收頻率合成器(6 )輸出的 本振信號，三極體Τ5的集電極與三極體Τ3的集電極同時通過電阻Rl接電源，三極體Τ4的 集電極與三極體Τ6的集電極同時通過電阻R2接電源，並且、三極體Τ3、Τ6的集電極輸出中 頻信號。根據本發明所述的多通道多模衛星導航射頻集成電路的一種優選方案，在相鄰的 低噪聲放大器輸入埠之間設置有2-6個交流地引出埠 AC GND，採用單片多通道隔離技 術，用於對射頻信號做屏蔽處理。根據本發明所述的多通道多模衛星導航射頻集成電路的一種優選方案，在相鄰的 鏡像抑制混頻器輸出埠之間設置有1-4個交流地引出埠 AC GND，採用單片多通道隔離 技術，用於對射頻信號做屏蔽處理。根據本發明所述的多通道多模衛星導航射頻集成電路的一種優選方案，在相鄰的 無源混頻器輸入埠之間設置有1-4個交流地引出埠 AC GND，採用單片多通道隔離技 術，用於對射頻信號做屏蔽處理。本發明所述的多通道多模衛星導航射頻集成電路的有益效果是本發明通過天線 陣列和多個獨立的衛星導航接收機通道以及數位訊號處理模塊自適應地調整波束的零點 位置，使之對準幹擾源方向並降低副瓣波束電平來抑制幹擾，從而實現消除幹擾、恢復衛星 信號的完整性，同時，本發明將多個通道多模抗幹擾衛星導航接收射頻電路集成在同一個 晶片上，採用單片多通道隔離技術和寬帶、高線性度射頻前端設計技術，晶片工作在不同模 式頻段間切換時無需對低噪聲放大電路、鏡像抑制混頻電路、無源混頻電路進行選擇，使用 相同的射頻通道就可以對任意導航信號進行處理，從而簡化了系統結構，減小了晶片面積， 從而實現低成本、小體積、低功耗、一致性好的多模式抗幹擾衛星導航系統，性能優，工藝簡 單，使用方便，具有良好的應用前景。


圖1是本發明所述的多通道多模衛星導航射頻集成電路的原理框圖。圖2是本發明所述的四通道多模衛星導航射頻集成電路的原理框圖。圖3是第一鏡像抑制混頻電路21的原理圖。
具體實施例方式參見圖1，多通道多模衛星導航射頻集成電路，包括低噪聲放大器輸入埠
Al......An、鏡像抑制混頻器輸出埠 Dl......Dru無源混頻器輸入埠 El……
Eru可變增益放大器輸出埠 Hl……Hru模式控制邏輯單元輸入埠 J、多個交流地引出端 口 AC GND以及對以下電路進行集成的電路，這些電路包括低噪聲放大器組1、鏡像抑制混頻器組2、無源混頻器組3、可變增益放大器組4、模式控制邏輯單元5、頻率合成器6和分頻 器7 ；其中，衛星導航信號由有源天線組52輸入，通過低噪聲放大器輸入埠 Al……An進 入低噪聲放大器組1，低噪聲放大器組1對衛星導航信號進行放大處理後，輸出放大處理後 的射頻信號到鏡像抑制混頻器組2，低噪聲放大器組的作用是提供足夠的增益以降低系統 噪聲；鏡像抑制混頻器組2對射頻信號進行第一次下變頻處理和鏡像信號抑制處理後通過 鏡像抑制混頻器輸出埠 Dl……Dn輸出到外接的聲表面波濾波器組8，鏡像抑制混頻器組 2的作用是實現射頻信號的第一次下變頻並完成鏡像信號抑制的功能；外接的聲表面波濾 波器組8抑制混頻產生的雜波信號後由無源混頻器輸入埠 El……En輸入到無源混頻器 組3，無源混頻器組3對信號進行第二次下變頻處理後輸出到可變增益放大器組4，可變增 益放大器組4將中頻信號放大到滿足系統要求的信號幅度，通過可變增益放大器輸出埠 Hl……Hn輸出至片外的模擬-數字轉換器組9 ；片外模擬-數字轉換器組9將接收到的中 頻模擬信號量化處理為數位訊號後由片外的數位訊號處理單元10進行數字算法運算，識 別導航信號和幹擾信號，提取出正確的導航信號送入外部導航終端設備51 ；片外數位訊號 處理單元10通過模式控制邏輯單元輸入埠 J對模式控制邏輯單元5進行編程，使模式控 制邏輯單元5工作在GPS、BeiDou, GL0NASS等不同的導航模式下；模式控制邏輯單元5對 頻率合成器6和分頻器7進行控制，用於調製頻率合成器輸出的本振頻率和分頻器的分頻 比，從而實現對多種模式的衛星導航信號進行處理頻率合成器6為鏡像抑制混頻器組2提 供第一次下變頻處理所需要的本振信號，分頻器7為無源混頻器組3提供第二次下變頻處 理所需要的本振信號，有源天線組52由第一有源天線陣列Y1、第二有源天線陣列Y2……第 η有源天線陣列構成，其中，η為2至8的自然數。 參見圖2，在具體實施例中，提供了一種四通道多模衛星導航射頻集成電路，包括 低噪聲放大器輸入埠 Al Α4、鏡像抑制混頻器輸出埠 Dl D4、無源混頻器輸入埠 El Ε4、可變增益放大器輸出埠 Hl Η4、模式控制邏輯單元輸入埠 J、18個交流地引 出埠 AC GND以及對以下電路進行集成的電路，這些電路包括低噪聲放大器組1、鏡像抑 制混頻器組2、無源混頻器組3、可變增益放大器組4、模式控制邏輯單元5、頻率合成器6和 分頻器7 ；其中，所述低噪聲放大器組1由4個低噪聲放大電路構成，即低噪聲放大器組1 由第一低噪聲放大電路11、第二低噪聲放大電路12、第三低噪聲放大電路13和第四低噪聲 放大電路14構成，所述鏡像抑制混頻器組2由4個鏡像抑制混頻電路構成，即鏡像抑制混 頻器組2由第一鏡像抑制混頻電路21、第二鏡像抑制混頻電路22、第三鏡像抑制混頻電路 23和第四鏡像抑制混頻電路M構成；所述無源混頻器組3由4個無源混頻電路構成，即無 源混頻器組3由第一無源混頻電路31、第二無源混頻電路32、第三無源混頻電路33和第四 無源混頻電路34構成，所述可變增益放大器組4由4個可變增益放大電路構成；即可變增 益放大器組4由第一可變增益放大電路41、第二可變增益放大電路42、第三可變增益放大 電路43和第四可變增益放大電路44構成；外接的聲表面波濾波器組8由聲表面波濾波器 XI、X2、X3、X4構成；片外的模擬-數字轉換器組9由4個模擬-數字轉換電路91 94構 成；其中
低噪聲放大器輸入埠 Al與第一有源天線陣列Yl直接連接，低噪聲放大器輸入埠 A2與第二有源天線陣列Y2直接連接，低噪聲放大器輸入埠 A3與第三有源天線陣列TO直 接連接，低噪聲放大器輸入埠 A4與第四有源天線陣列W直接連接；第一低噪聲放大電路11的輸入端連接低噪聲放大器輸入埠 Al、第二低噪聲放大電 路12的輸入端連接低噪聲放大器輸入埠 A2、第三低噪聲放大電路13的輸入端連接低噪 聲放大器輸入埠 A3、第四低噪聲放大電路14的輸入端連接低噪聲放大器輸入埠 A4 ；
第一低噪聲放大電路11的輸出端連接第一鏡像抑制混頻電路21的輸出端，第二低噪 聲放大電路12的輸出端連接第二鏡像抑制混頻電路22的輸出端，第三低噪聲放大電路13 的輸出端連接第三鏡像抑制混頻電路23的輸出端，第四低噪聲放大電路14的輸出端連接 第四鏡像抑制混頻電路M的輸出端；
第一鏡像抑制混頻電路21的輸出端連接鏡像抑制混頻器輸出埠 Dl ；第二鏡像抑制 混頻電路22的輸出端連接鏡像抑制混頻器輸出埠 D2 ；第三鏡像抑制混頻電路23的輸出 端連接鏡像抑制混頻器輸出埠 D3 ；第四鏡像抑制混頻電路M的輸出端連接鏡像抑制混 頻器輸出埠 D4;
第一無源混頻電路31的輸入端連接無源混頻器輸入埠 E1、第二無源混頻電路32的 輸入端連接無源混頻器輸入埠 E2、第三無源混頻電路33的輸入端連接無源混頻器輸入 埠 E3、第四無源混頻電路34的輸入端連接無源混頻器輸入埠 E4 ；
第一無源混頻電路31的輸出端連接第一可變增益放大電路41的輸入端，第二無源混 頻電路32的輸出端連接第二可變增益放大電路42的輸入端，第三無源混頻電路43的輸出 端連接第三可變增益放大電路43的輸入端，第四無源混頻電路44的輸出端連接第四可變 增益放大電路44的輸入端；
第一可變增益放大電路41的輸出端連接可變增益放大器輸出埠 Hl ；第二可變增益 放大電路42的輸出端連接可變增益放大器輸出埠 H2 ；第三可變增益放大電路43的輸出 端連接可變增益放大器輸出埠 H3 ；第四可變增益放大電路44的輸出端連接可變增益放 大器輸出埠 H4;
頻率合成器6為第一鏡像抑制混頻電路21、第二鏡像抑制混頻電路22、第三鏡像抑制 混頻電路23和第四鏡像抑制混頻電路M提供第一次下變頻所需要的本振信號；
分頻器7為第一無源混頻電路31、第二無源混頻電路32、第三無源混頻電路33和第四 無源混頻電路34提供第二次下變頻所需要的本振信號。鏡像抑制混頻器輸出埠 Dl與無源混頻器輸入埠 El之間外接聲表面波濾波器 Xl，鏡像抑制混頻器輸出埠 D2與無源混頻器輸入埠 E2之間外接聲表面波濾波器X2、鏡 像抑制混頻器輸出埠 D3與無源混頻器輸入埠 E3之間外接聲表面波濾波器X3、鏡像抑 制混頻器輸出埠 D4與無源混頻器輸入埠 E4之間外接聲表面波濾波器X4。低噪聲放大器輸入埠 A1、A2之間、低噪聲放大器輸入埠 A2、A3之間以及低噪 聲放大器輸入埠 A3、A4之間均設置有4個交流地引出埠 AC GND，用於對射頻信號做屏 蔽處理。鏡像抑制混頻器輸出埠 D1、D2之間以及鏡像抑制混頻器輸出埠 D3、D4之間均 設置有1個交流地引出埠 AC GND，用於對射頻信號做屏蔽處理。無源混頻器輸入埠 El、E2之間以及無源混頻器輸入埠 E3、E4之間設置有1個 交流地引出埠 AC GND，用於對射頻信號做屏蔽處理。射頻通道之間的隔離度一直是阻礙多通道射頻系統單片化的難題，陶瓷封裝管殼 鄰近引出端之間的射頻信號耦合是導致射頻通道間隔離度差的主要原因。本發明採用優化的引腳排列方式，在佔用較少引出端的情況下，提高了多通道衛星導航射頻集成電路射頻 輸入、輸出埠之間的隔離度。多通道多模衛星導航射頻集成電路的低噪聲放大器輸入埠 Al……An分別與有 源天線陣列直接連接，使得多路衛星導航信號通過低噪聲放大器輸入埠 Al……An進入射 頻集成電路；其中，第一路衛星導航信號由第一有源天線陣列Yl輸入到第一低噪聲放大電 路11放大後經過第一鏡像抑制混頻電路21下變頻至第一中頻，通過鏡像抑制混頻器輸出 埠 Dl外接聲表面波濾波器Xl濾波後，再通過無源混頻器輸入埠 El送入到集成電路中 的第一無源混頻電路31下變頻處理至第二中頻，最後經第一可變增益放大電路41放大後 通過可變增益放大器輸出埠 Hl送入到片外的模擬-數字轉換電路91中；片外模擬-數 字轉換電路91將接收到的中頻模擬信號量化處理為數位訊號後輸出到片外的數位訊號處 理單元10進行數字算法運算，識別導航信號和幹擾信號，提取出正確的導航信號送入外部 導航終端設備51 ；片外數位訊號處理單元10通過模式控制邏輯單元輸入埠 J對模式控 制邏輯單元5進行編程，使模式控制邏輯單元5工作在需要的導航模式下；模式控制邏輯單 元5對頻率合成器6和分頻器7進行控制，用於調製頻率合成器輸出的本振頻率和分頻器 的分頻比，從而實現對多種模式的衛星導航信號進行處理。頻率合成器6為每一個鏡像抑 制混頻電路21、22、23、M提供第一次下變頻處理所需要的本振信號，分頻器7為每一個無 源混頻器電路31、32、33、34提供第二次下變頻處理所需要的本振信號。其餘幾路的衛星導 航信號的信號處理過程同第一路衛星導航信號的信號處理過程相同，在此不累述。本發明採用了寬帶、高線性度射頻前端設計技術，晶片工作在不同模式頻段間 切換時無需對低噪聲放大器、混頻器進行選擇，使用相同的射頻通道就可以對1. IGHz 1. 7GHz內的任意導航信號進行處理，從而簡化了系統結構，減小了晶片面積。參見圖3，圖3是第一鏡像抑制混頻電路21的原理圖，第一鏡像抑制混頻電路由電 阻R1、R2、三極體Tl T 6和變壓器Ll構成，射頻信號由Bl埠輸入，片上寬帶低插損變 壓器Ll實現射頻埠的阻抗匹配和單端轉差分的功能，SiGe三極體Tl，T2組成差分共基 極低噪聲放大器，將輸入射頻電壓信號轉換成電流信號，具有寬帶、高線性度的特點，三極 管T3 T6和電阻Rl，R2組成雙平衡混頻器，在埠 C 1的本振信號的驅動下實現下變頻 的功能，其中，變壓器Ll的初級繞組接收低噪聲放大電路輸出的射頻信號，變壓器Ll的次 級繞組的輸出端分別連接三極體T1、T2的發射極，三極體Τ1、Τ2的基極由埠 VB為三極體 Tl、Τ2提供合適的偏置電壓；三極體Τ3、Τ4的發射極同時連接到三極體Tl的集電極，三極 管Τ5、Τ6的發射極同時連接到三極體Τ2的集電極，三極體Τ3 Τ6的基極同時接收頻率合 成器(6)輸出的本振信號，三極體Τ5的集電極與三極體Τ3的集電極同時通過電阻Rl接電 源，三極體Τ4的集電極與三極體Τ6的集電極同時通過電阻R2接電源，並且、三極體Τ3、Τ6 的集電極輸出中頻信號由D1埠輸出。第二鏡像抑制混頻電路22以及第η鏡像抑制混頻電路的電路原理與第一鏡像抑 制混頻電路21相同，在此不累述。八通道多模衛星導航射頻集成電路，包括低噪聲放大器輸入埠 Al Α8、鏡像抑 制混頻器輸出埠 Dl D8、無源混頻器輸入埠 El Ε8、可變增益放大器輸出埠 Hl Η8、模式控制邏輯單元輸入埠 J以及對以下電路進行集成的電路，這些電路包括低噪聲 放大器組1、鏡像抑制混頻器組2、無源混頻器組3、可變增益放大器組4、模式控制邏輯單元5、頻率合成器6和分頻器7 ；其中，所述低噪聲放大器組1由8個低噪聲放大電路構成，所述 鏡像抑制混頻器組2由8個鏡像抑制混頻電路構成，所述無源混頻器組3由8個無源混頻 電路構成，所述可變增益放大器組4由8個可變增益放大電路構成；外接的聲表面波濾波器 組8由8個聲表面波濾波器Xl X8構成；片外的模擬-數字轉換器組9由8個模擬-數 字轉換電路91 94構成；各電路之間的連接關係同四通道多模衛星導航射頻集成電路，在 此不累述。 上面對本發明的具體實施方式
進行了描述，但是，本發明保護的不僅限於具體實 施方式的範圍。
權利要求
1.多通道多模衛星導航射頻集成電路，其特徵在於包括低噪聲放大器輸入埠 (Al……An)、鏡像抑制混頻器輸出埠(Dl……Dn)、無源混頻器輸入埠(El……En)、可變 增益放大器輸出埠(Hl……Hn)、模式控制邏輯單元輸入埠(J)以及對以下電路進行集 成的電路，這些電路包括低噪聲放大器組(1)、鏡像抑制混頻器組(2)、無源混頻器組(3)、 可變增益放大器組(4)、模式控制邏輯單元(5)、頻率合成器(6)和分頻器(7);其中，衛星導 航信號由有源天線組(52)輸入，通過低噪聲放大器輸入埠(Al……An)進入低噪聲放大 器組(1 )，低噪聲放大器組(1)對衛星導航信號進行放大處理後，輸出放大處理後的射頻信 號到鏡像抑制混頻器組(2 )；鏡像抑制混頻器組(2 )對射頻信號進行第一次下變頻處理和鏡 像信號抑制處理後通過鏡像抑制混頻器輸出埠(Dl……Dn)輸出到外接的聲表面波濾波 器組(8);外接的聲表面波濾波器組(8)抑制混頻產生的雜波信號後由無源混頻器輸入埠 (El……En)輸入到無源混頻器組(3)，無源混頻器組(3)對信號進行第二次下變頻處理後 輸出到可變增益放大器組(4)，可變增益放大器組(4)將中頻信號放大，通過可變增益放大 器輸出埠(Hl……Hn)輸出至片外的模擬-數字轉換器組(9)；片外模擬-數字轉換器組 (9)將接收到的中頻模擬信號量化處理為數位訊號後由片外的數位訊號處理單元(10)進 行數字算法運算，識別導航信號和幹擾信號，提取出正確的導航信號送入外部導航終端設 備(11)；並且，片外數位訊號處理單元(10)通過模式控制邏輯單元輸入埠( J)對模式控 制邏輯單元(5 )進行編程，使模式控制邏輯單元(5 )工作在需要的導航模式下；模式控制邏 輯單元(5)對頻率合成器(6)和分頻器(7)進行控制，頻率合成器(6)為鏡像抑制混頻器組 (2)提供第一次下變頻處理所需要的本振信號，分頻器(7)為無源混頻器組(3)提供第二次 下變頻處理所需要的本振信號；其中，η為2至8的自然數。
2.根據權利要求1所述的多通道多模衛星導航射頻集成電路，其特徵在於所述低噪 聲放大器組(1)由η個低噪聲放大電路構成，所述鏡像抑制混頻器組(2 )由m個鏡像抑制混 頻電路構成，其中，m=n ;n為2至8的自然數；每一個低噪聲放大電路的輸入端均分別連接 一個低噪聲放大器輸入埠，每一個低噪聲放大電路的輸出端均分別連接一個鏡像抑制混 頻電路的輸入端，每個鏡像抑制混頻電路的輸出端均分別連接一個鏡像抑制混頻器輸出端 口 ；頻率合成器(6)為每一個鏡像抑制混頻電路提供第一次下變頻所需要的本振信號。
3.根據權利要求2所述的多通道多模衛星導航射頻集成電路，其特徵在於所述無源 混頻器組(3 )由m個無源混頻電路構成，所述可變增益放大器組(4 )由m個可變增益放大電 路構成，其中，m=n ;n為2至8的自然數；每一個無源混頻電路的輸入端均分別連接一個無 源混頻器輸入埠，每一個無源混頻電路的輸入出端均分別連接一個可變增益放大電路的 輸入端，每一個可變增益放大電路的輸出端均分別連接一個可變增益放大器輸出埠，分 頻器(7)為每一個無源混頻電路提供第二次下變頻所需要的本振信號。
4.根據權利要求2或3所述的多通道多模衛星導航射頻集成電路，其特徵在於任一 鏡像抑制混頻電路由電阻Rl、R2、三極體Tl T6和變壓器Ll構成，三極體Tl，T2組成差 分共基極低噪聲放大器，將輸入射頻電壓信號轉換成電流信號，三極體T3 T6和電阻Rl， R2組成雙平衡混頻器，其中，變壓器Ll的初級繞組接收低噪聲放大電路輸出的射頻信號， 變壓器Ll的次級繞組的輸出端分別連接三極體Tl、T2的發射極，三極體Tl、T2的基極由 外部提供偏置電壓；三極體T3、T4的發射極同時連接到三極體Tl的集電極，三極體T5、T6 的發射極同時連接到三極體T2的集電極，三極體T3 T6的基極同時接收頻率合成器(6)輸出的本振信號，三極體T5的集電極與三極體T3的集電極同時通過電阻Rl接電源，三極 管T4的集電極與三極體T6的集電極同時通過電阻R2接電源，並且、三極體T3、T6的集電 極輸出中頻信號。
5.根據權利要求4所述的多通道多模衛星導航射頻集成電路，其特徵在於在相鄰的 低噪聲放大器輸入埠之間設置有2-6個交流地引出埠(AC GND)。
6.根據權利要求5所述的多通道多模衛星導航射頻集成電路，其特徵在於在相鄰的 鏡像抑制混頻器輸出埠之間設置有1-4個交流地引出埠(AC GND)。
7.根據權利要求6所述的多通道多模衛星導航射頻集成電路，其特徵在於在相鄰的 無源混頻器輸入埠之間設置有1-4個交流地引出埠(AC GND)。
全文摘要
本發明提供一種多通道多模衛星導航射頻集成電路，其特徵在於包括低噪聲放大器輸入埠、鏡像抑制混頻器輸出埠、無源混頻器輸入埠、可變增益放大器輸出埠、模式控制邏輯單元輸入埠以及對以下電路進行集成的電路，這些電路包括低噪聲放大器組、鏡像抑制混頻器組、無源混頻器組、可變增益放大器組、模式控制邏輯單元、頻率合成器和分頻器；其中，衛星導航信號由有源天線組輸入，通過低噪聲放大器輸入埠進入低噪聲放大器組，低噪聲放大器組對衛星導航信號進行放大處理後，輸出放大處理後的射頻信號到鏡像抑制混頻器組；本發明將多個通道多模抗幹擾衛星導航接收射頻電路集成在同一個晶片上，性能優，使用方便，具有良好的應用前景。
文檔編號G01S19/21GK102096073SQ20101058999
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月16日 優先權日2010年12月16日
發明者萬天才, 劉永光, 呂育澤, 周興建, 周忠強, 徐驊, 李家禕, 李明劍, 範麟, 韋學強 申請人:中國電子科技集團公司第二十四研究所, 重慶西南集成電路設計有限責任公司