【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于通信。
技術介紹
1、隨著2020年我國北斗三號系統全球組網成功，標志著北斗衛星導航系統綜合能力進一步提升，能夠為全球用戶提供高精度、高可靠性的導航定位、授時和短報文等服務。其中，北斗短報文服務作為區別于美國的全球定位系統(gps)、俄羅斯的格洛納斯衛星導航系統(glonass)和歐盟的伽利略衛星導航系統(galileo)的特色服務。北斗短報文通信依托于北斗導航衛星系統，繼承了衛星通信覆蓋范圍廣及全天候的優勢，另外也具有攜帶定位功能及成本低等優勢。北斗短報文通信依據其顯著的優勢，不僅可作為地面通信網的補充和應急保障，還可為實時數據傳輸、遠程監控、資源管理等提供技術支持，已廣泛應用于電力、交通、氣象、環保等多個領域。北斗短報文的發展隨著北斗系統的發展不斷演進。北斗三號在兼容rdss體制的基礎上，采用廣義rdss體制和rnss+短報文通信體制，短報文服務能力得到了極大提升。隨著北斗短報文服務應用場景和領域不斷擴大，北斗短報文使得北斗系統具有很大的競爭優勢。為了滿足北斗短報文服務的應用，相對應的終端設備將會更加重要。
2、當前，主流的北斗短報文終端設備的電路結構有兩種，一是采用超外差結構，通過混頻器將本地振蕩器和天線接收射頻信號混頻，下變頻到中頻信號，然后對中頻信號再次與次本振混頻，實現射頻模擬信號到基帶數字信號的轉換。然而，超外差結構存在兩級混頻和中頻處理鏈路，使得系統在鏈路復雜度、成本、功耗、元器件數量和物理尺寸等方面，均存在較大劣勢，同時由于鏈路上多種芯片需要和外部集總器件互連也不適于未來集成化發展。二
3、綜上，現有技術一方面存在鏈路復雜、高成本、高功耗、低集成度的問題，另一方面存在直流偏移、二階失真、本振泄漏以及閃爍噪聲的問題存在。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術提出了一種基于北斗rdss的衛星通信系統，解決了鏈路復雜、高成本、高功耗、低集成度的問題，同時降低了系統的直流偏移以及閃爍噪聲。本專利技術具備鏈路簡單、低成本、低功耗、高集成以及高效、穩定的通信性能，能夠為用戶提供了實時、準確的信息傳遞手段，有力保障了通信任務的順利執行，同時整個系統的器件國產化率達到100％，徹底打破了核心器部件長期依賴進口、受制于人的局面。
2、本專利技術的設計思路為：在接收階段，采用低中頻結構，天線接收射頻信號通過混頻器直接下變頻到低中頻信號，然后通過模數轉換芯片將低中頻信號轉換為基帶信號，而非像直接變頻結構直接下變頻到基帶信號。系統采用低中頻結構，使用一次混頻，相較于超外差結構的二次混頻，系統具有的鏈路簡單、低成本、低功耗、高集成等優勢。同時系統下變頻到低中頻，而低中頻信號遠離直流，所以改善了系統的直流偏移以及閃爍噪聲等問題。在發射階段，采用直接變頻結構，基帶信號通過混頻器跳過中頻階段，直接上變頻到天線發射的射頻信號。系統即保證了系統的鏈路簡單、低成本、低功耗、高集成等優勢，同時改善了系統發射信號的雜散問題。
3、本專利技術提出了一種基于北斗rdss的衛星通信系統，具體包括：
4、接收階段：天線接收的前向射頻信號經過介質濾波器、限幅器、第一級低噪聲放大器、fbar濾波器、第二級低噪聲放大器、fbar濾波器、北斗收發芯片、模數轉換芯片、基帶芯片。
5、其中，介質濾波器選擇低帶內插損高帶外抑制度的器件，用于濾除北斗發射頻點等帶外干擾信號；
6、限幅器選擇低插損、高承受功率的器件。用于防止大功率干擾通過天線進入接收鏈路，燒毀低噪聲放大器；
7、第一級低噪聲放大器選擇低噪聲系數器件，用于對輸入的接收信號進行低噪聲放大，同時前級使用低噪聲系數和高增益的放大器，能夠確保整個接收鏈路噪聲系數滿足系統需求，提高系統的接收靈敏度；
8、第一級fbar濾波器選擇小尺寸、高矩形系數的器件，用于進一步抑制帶外信號，同時確保后級放大器工作在線性區；
9、第二級低噪聲放大器選擇低噪聲系數的器件，用于為鏈路提供足夠的增益和輸出功率；
10、第二級fbar濾波器選擇小尺寸、高矩形系數的器件，進一步抑制帶外干擾信號。
11、北斗收發芯片選擇集成下變頻混頻器、中頻濾波器、鎖相環、低噪聲放大器和上變頻混頻器的高性能和高集成度的器件，用于將接收的前向射頻信號下變頻到低中頻信號；
12、模數轉換芯片選擇14bit的高分辨率的器件用于將低中頻模擬信號轉換為基帶數字信號；
13、基帶芯片，用于處理基帶信號，同時芯片支持抗窄帶、欺騙信號，加密芯片，從而實現信息加解密功能，確保北斗短報文安全通信。基帶芯片實現前向信號的捕獲跟蹤、解擴解調，得到原始信道幀數據。
14、發射階段：返向數據經過基帶芯片、北斗收發芯片、聲表濾波器、低噪聲放大器、溫度補償器、低通濾波器、功放單元和天線。
15、其中，基帶芯片，用于處理基帶信號，同時芯片支持抗窄帶、欺騙信號，加密芯片，從而實現信息加解密功能，確保北斗短報文安全通信。基帶芯片實現返向發射信號預處理；
16、北斗收發芯片選擇集成下變頻混頻器、中頻濾波器、鎖相環、低噪聲放大器和上變頻混頻器的高性能和高集成度的器件，用于將基帶信號直接上變頻到射頻信號；
17、聲表濾波器選擇小尺寸、高帶外抑制度的器件，用于初步抑制帶外諧波和雜散信號，降低帶外功率譜密度；
18、低噪聲放大器選擇低噪聲系數，用于對輸入的發射信號進行低噪聲放大，平衡鏈路中的π衰、濾波器等無源損耗，為鏈路提供充足的增益余量；
19、溫度衰減器用于平衡鏈路有源半導體器件高溫增益低、低溫增益高的特性；
20、低通濾波器選擇小尺寸、ltcc的器件，用于抑制發射鏈路的二～四次諧波以及高頻信號干擾；
21、功放單元用于提供發射信號足夠的發射功率。
22、有益效果
23、1、通過在系統的接收階段采用低中頻架構的設計，帶來了鏈路簡單、低成本、低功耗、高集成、低直流偏移以及低閃爍噪聲等技術效果；
24、2、通過在系統的發射階段直接變頻結構的設計，帶來了系統的鏈路簡單、低成本、低功耗、高集成和低雜散等技術效果；
25、3、通過在系統的接收階段采用介質濾波器和fbar濾波器的組合的設計，帶來了高靈敏度和抗干擾的技術效果；
26、4、通過在系統的接收階段采用14bit高分辨率和高采樣頻率模數轉換器的設計，帶來了高靈敏度和抗干擾的技術效果；
27、5、本專利技術采用國產化成熟芯片設計，使用芯片數量少且成本可控，對星測試性能好，符合市場大規模應用需求。
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1.一種基于北斗RDSS的衛星通信系統，其特征在于：包括接收通道和發射通道，其中，接收通道采用低中頻結構，天線接收射頻信號通過混頻器直接下變頻到低中頻信號，然后通過模數轉換芯片將低中頻信號轉換為基帶信號；發射通道，采用直接變頻結構，基帶信號通過混頻器跳過中頻階段，直接上變頻到天線發射的射頻信號。
2.根據權1所述的一種基于北斗RDSS的衛星通信系統，其特征在于：接收通道依次包括介質濾波器、限幅器、第一級低噪聲放大器、FBAR濾波器、第二級低噪聲放大器、FBAR濾波器、北斗收發芯片、模數轉換芯片和基帶芯片。
3.根據權1或2所述的一種基于北斗RDSS的衛星通信系統，其特征在于：發射通道依次包括基帶芯片、北斗收發芯片、聲表濾波器、低噪聲放大器、溫度補償器、低通濾波器、功放單元。
4.根據權2所述的一種基于北斗RDSS的衛星通信系統，其特征在于：接收通道中的，
5.根據權4所述的一種基于北斗RDSS的衛星通信系統，其特征在于：接收通道中的，
6.根據權5所述的一種基于北斗RDSS的衛星通信系統，其特征在于：第一級濾波器的尺寸不
7.根據權3所述的一種基于北斗RDSS的衛星通信系統，其特征在于：發射通道中的，
8.根據權6所述的一種基于北斗RDSS的衛星通信系統，其特征在于：發射通道中的，
9.根據權8所述的一種基于北斗RDSS的衛星通信系統，其特征在于：聲表濾波器的尺寸不大于3.8mm?x?3.8mm?x?1.5mm，低通濾波器的尺寸不大于3.2mm?x?1.6mm?x?0.94mm。
...【技術特征摘要】
1.一種基于北斗rdss的衛星通信系統，其特征在于：包括接收通道和發射通道，其中，接收通道采用低中頻結構，天線接收射頻信號通過混頻器直接下變頻到低中頻信號，然后通過模數轉換芯片將低中頻信號轉換為基帶信號；發射通道，采用直接變頻結構，基帶信號通過混頻器跳過中頻階段，直接上變頻到天線發射的射頻信號。
2.根據權1所述的一種基于北斗rdss的衛星通信系統，其特征在于：接收通道依次包括介質濾波器、限幅器、第一級低噪聲放大器、fbar濾波器、第二級低噪聲放大器、fbar濾波器、北斗收發芯片、模數轉換芯片和基帶芯片。
3.根據權1或2所述的一種基于北斗rdss的衛星通信系統，其特征在于：發射通道依次包括基帶芯片、北斗收發芯片、聲表濾波器、低噪聲放大器、溫度補償器、低通濾波器、功放單元。
4.根據權2所述的一種基于北斗...
【專利技術屬性】
技術研發人員：付宇璠，邵瑜，孫統雷，劉瑋，林寶玉，陳庚，張元申，張九成，谷子偉，李姝玥，
申請(專利權)人：北京航天科工世紀衛星科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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