一種北斗導航終端雙模抗干擾微系統技術方案

本發明專利技術提供了一種北斗導航終端雙模抗干擾微系統，包括雙模堆疊天線陣、低噪聲放大器、雙通道射頻芯片和信號處理SIP芯片，雙模堆疊天線陣包括四個堆疊天線陣元，接收的RNSS、RDSS信號經低噪聲放大器放大后送入一個雙通道射頻芯片進行下變頻，得到模擬中頻信號；信號處理SIP芯片包括雙路數模轉換裸芯片、抗干擾處理裸芯片和衛導解算芯片，采用SIP封裝技術堆疊封裝；雙路數模轉換裸芯片得到四路數字中頻信號，經過抗干擾處理裸芯片處理后送入衛導解算芯片，完成定位解算。本發明專利技術能夠實現陣面小型化，多路射頻處理小型化、多路高位A/D、基帶解算減小布線面積，最終實現整個系統微型化設計，滿足北斗RDSS、RNSS衛星導航系統的小型平臺的應用要求。

Beidou navigation terminal dual-mode anti-interference micro system

The invention provides a Beidou navigation terminal dual-mode interference micro system, including dual stack antenna, low noise amplifier, dual channel RF chip and signal processing SIP chip, dual stack antenna array comprises four stacked antenna array, RNSS, RDSS signal received by low noise amplifier and sent into a double channel RF chip conversion, analog signal; signal processing SIP chip including two-way mode conversion of bare chip, anti interference treatment of bare chip and guide solution chip, using SIP stack package package technology; two-way mode conversion of bare chip for the four digital signal, the anti-interference processing chip into the treatment satellite navigation solution chip, complete positioning solution. The invention can realize array miniaturization, miniaturization, multi-channel RF processing multi-channel high A/D, baseband solution reduce wiring area, finally realizes the miniaturization design of the whole system, meet the application of small RDSS, RNSS platform Beidou satellite navigation system requirements.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于電子設備
，涉及一種衛星導航陣列信號處理設備，具體涉及雙模衛星導航終端抗干擾陣列信號處理小型微系統終端設備架構，可應用實現北斗導航RDSS和RNSS雙系統的對小型化抗干擾處理定位需求。
技術介紹
北斗衛星導航信號到達接收天線的信號十分微弱，通常淹沒在噪聲之中，極易受到外來敵意或者非敵意的同頻信號的干擾，嚴重時會導致衛導系統無法正常使用。目前常用的抗干擾手段有屏蔽、隔離、濾波、接地和軟件處理等。傳統的雙模北斗抗干擾導航終端一般由陣列天線、低噪聲放大器、多路射頻變頻通道、多路模數變換和基帶解算組成，如圖1所示，衛星信號經過陣元組陣，每個系統用四個電線，雙模系統形成八陣元陣面、再經過低噪放放大，經過8路分離射頻通道或射頻芯片，輸出多路兩組四路模擬中頻，經過兩組四路高位高速A/D采樣，進入抗干擾處理模塊，輸出穩定兩路數字中頻信號，最終進入衛導解算芯片。這種處理方式一般適合應用于專用大設備系統中。如果用在多通道多系統應用中則存在以下缺點：1、由于單個分立器件本身功耗很大，體積大，不適合在小型平臺應用，同時重量重，成本大，不適合批量生產，調試量大。2、一般應用為雙頻點應用，同時包含RNSS和RDSS頻點，天線陣面尺寸大，系統的體積主要由陣面面積決定，適裝性低。3、每個天線對應一個射頻通道，所以射頻通道多，同時但芯片應用的射頻體積大，同時每個通道數字量化一般至少需要14BIT，導致板級布線復雜，占用體積偏大，產品穩定性和一致性降低。
技術實現思路
為了克服現有技術的不足，本專利技術提供一種用于北斗雙模導航抗干擾接收機系統微型化方案，實現陣面小型化，多路射頻處理小型化、多路高位A/D、基帶解算減小布線面積，最終實現整個系統微型化設計，滿足北斗RDSS、RNSS衛星導航系統的的小型平臺的應用要求。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：一種北斗導航終端雙模抗干擾微系統，包括雙模堆疊天線陣、低噪聲放大器、雙通道射頻芯片和信號處理SIP芯片；所述的雙模堆疊天線陣包括四個堆疊天線陣元，每個堆疊天線陣元是在一個RNSS天線陣元上堆疊一個RDSS天線陣元；所述的低噪聲放大器共有四組，每組分別對應一個堆疊天線陣元，堆疊天線陣元接收的RNSS、RDSS信號經低噪聲放大器放大后送入一個雙通道射頻芯片進行下變頻，得到模擬中頻信號；所述的信號處理SIP芯片包括四顆雙路數模轉換裸芯片、兩顆抗干擾處理裸芯片和一顆衛導解算芯片，采用SIP封裝技術堆疊封裝在一起；四顆雙路數模轉換裸芯片分別對應四個雙通道射頻芯片的模擬中頻信號，得到四路數字中頻信號；每個抗干擾處理裸芯片都接收上述的四路數字中頻信號進行抗干擾處理，然后將數字中頻信號送入衛導解算芯片，完成定位解算。所述的雙通道射頻芯片到雙路數模轉換裸芯片之間采用等長布線，保證各路模擬中頻信號之間的幅度相位一致性。本專利技術的有益效果是：1)本專利技術采用RDSS、RNSS微帶天線堆疊天線形式，大大縮小了陣元體積。2)本專利技術根據射頻頻點隔離頻點不同隔離特點，采用雙通道芯片，分別進行RDSS、RNSS系統應用，利用四顆芯片實現了八個射頻通道，大大縮小了射頻通道的體積。3)本專利技術將抗干擾處理進行芯片化設計，同時將雙路高位A/D、抗干擾處理芯片、雙系統衛導芯片采用SIP方式進行封裝設計，減少了高位A/D引腳多在板級的互聯面積，縮小了體積，使原本的板級設計進行單芯片實現，減少調試量，最終實現射頻與抗干擾處理共板設計，壓縮了終端的厚度。附圖說明圖1為傳統北斗雙模衛星導航抗干擾系統功能框圖；圖2為傳統北斗雙模天線陣面示意圖；圖3為本專利技術北斗雙模衛星導航抗干擾微系統功能框圖；圖4為本專利技術雙模天線陣面示意圖。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明，本專利技術包括但不僅限于下述實施例。本專利技術的北斗衛星導航抗干擾微系統終端集成有小型堆疊天線陣面，低噪聲放大器，由雙路不同頻點的射頻芯片組成的交錯射頻通道，抗干擾處理芯片、高位A/D裸芯、RNSS/RDSS雙模基帶處理芯片組成的專用信號處理SIP芯片，形成薄型小體積衛星導航抗干擾終端，最終輸出定位解算信息。上述北斗衛星導航抗干擾微系統終端中，其中天線陣元采用微帶天線，根據頻段的不同，將RDSS和RNSS進行堆疊設計，使天線陣面體積縮小一半；射頻芯片采用雙路RDSS、RNSS芯片，總共四片實現每個系統多通道處理；將抗干擾處理采用專用芯片實現，同時將雙路高位A/D、抗干擾處理芯片、雙系統衛導芯片采用SIP方式進行封裝設計，實現小型化設計。如圖3所示，本專利技術的微系統終端包含雙模堆疊天線陣211、低噪聲放大器212、雙通道射頻芯片22、信號處理SIP芯片23。如圖4所示，雙模堆疊天線陣包含八個電線單元，根據RNSS2111和RDSS2112天線陣元大小不同采用堆疊形式形成堆疊陣面，陣面面積縮小一半。低噪聲放大器212由四組組成，每組包含RNSS、RDSS分別對應四個堆疊天線陣元，與天線直接連接，形成有源天線對RNSS、RDSS信號213進行放大后，直接分別進入對應四個雙通道射頻芯片22，使放大后的射頻信號下變頻至預變頻頻率，輸出模擬中頻221，再送入信號處理SIP芯片23，完成抗干擾處理和定位解算。信號處理SIP芯片包括四顆雙路16BIT數模轉換裸芯片231、兩顆抗干擾處理裸芯片233、衛導解算芯片，采用SIP封裝技術，將其堆疊封裝在一起，使其在體積上相當于以前單個數模轉換芯片大小，大幅度降低了信號處理板面積。整個系統的工作原理如下：根據RNSS和RDSS信號的工作頻率區別，其微帶天線面大小區別，將其進行堆疊，形成小型雙系統四單元陣面211，將原來陣元面積縮小一半；天線信號直接進入與其一體設計的四組低噪放212，進行信號放大處理；放大后的信號直接進入四組雙通道射頻芯片22，每個射頻芯片包含RNSS和RDSS兩個通道，利用雙系統的工作頻點的不同，實現了射頻信號之間的隔離度在60dB以上，避免了相同頻率之間由于芯片襯底隔離度小而造成互相射頻串擾大的問題，保證抗干擾需要的射頻通道的噪聲系數要求，利用四顆芯片輸出高線性度的模擬中頻信號232；四組模擬中頻信號分別進入四個雙路采樣高速A/D芯片，與射頻通道處理采用同樣的連接方式，RNSS、RDSS系統每路對應共用一個數模轉換芯片，提高采樣隔離度，但需要注意的是，在模擬中頻布線時采用等長布線，以保證各路之間的幅度相位一致性；經模數轉換采樣完成的數字信號232分別送入兩顆抗干擾專用芯片；經過抗干擾處理后，每路抗干擾芯片輸出4bit數字中頻信號234，直接送入定位解算芯片235；其中，由于經過數模轉換后的衛星信號，每路有16bit，RNSS和RDSS系統合起來總共有128bit，在板級與抗干擾處理互聯體積很大，同時如果抗干擾處理采用FPGA實現，功耗和體積都很大，無法完成裸芯級SIP集成，所以將抗干擾處理部分開發為專用芯片，已達到實現小型化降功耗的目的；現有成熟衛星解算芯片比較成熟，將4顆數模轉換芯片、2顆抗干擾處理芯片、1顆衛導定位解算芯片采用SIP封裝形式進行集成，實現小型化，實際體積相當于單顆數模轉換芯片大小，最終輸出穩定的解算信息。本專利技術的一個應用實例如圖3所示。它是在北斗二衛星導航系統上的實際應用，外接本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種北斗導航終端雙模抗干擾微系統，包括雙模堆疊天線陣、低噪聲放大器、雙通道射頻芯片和信號處理SIP芯片，其特征在于：所述的雙模堆疊天線陣包括四個堆疊天線陣元，每個堆疊天線陣元是在一個RNSS天線陣元上堆疊一個RDSS天線陣元；所述的低噪聲放大器共有四組，每組分別對應一個堆疊天線陣元，堆疊天線陣元接收的RNSS、RDSS信號經低噪聲放大器放大后送入一個雙通道射頻芯片進行下變頻，得到模擬中頻信號；所述的信號處理SIP芯片包括四顆雙路數模轉換裸芯片、兩顆抗干擾處理裸芯片和一顆衛導解算芯片，采用SIP封裝技術堆疊封裝在一起；四顆雙路數模轉換裸芯片分別對應四個雙通道射頻芯片的模擬中頻信號，得到四路數字中頻信號；每個抗干擾處理裸芯片都接收上述的四路數字中頻信號進行抗干擾處理，然后將數字中頻信號送入衛導解算芯片，完成定位解算。

【技術特征摘要】
1.一種北斗導航終端雙模抗干擾微系統，包括雙模堆疊天線陣、低噪聲放大器、雙通道射頻芯片和信號處理SIP芯片，其特征在于：所述的雙模堆疊天線陣包括四個堆疊天線陣元，每個堆疊天線陣元是在一個RNSS天線陣元上堆疊一個RDSS天線陣元；所述的低噪聲放大器共有四組，每組分別對應一個堆疊天線陣元，堆疊天線陣元接收的RNSS、RDSS信號經低噪聲放大器放大后送入一個雙通道射頻芯片進行下變頻，得到模擬中頻信號；所述的信號處理SIP芯片包括四顆雙路數模轉換裸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張帆，張琦，張驊，胡霄，舒鈺，
申請(專利權)人：中國電子科技集團公司第二十研究所，
類型：發明
國別省市：陜西;61