专利名称：一种采用四合一嵌入式模块的北斗导航仪的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及北斗导航仪，尤其涉及一种采用四合一嵌入式模块的北斗导航仪。
背景技术：
北斗导航系统包括北斗导航仪是覆盖中国本土的区域导航系统，包括用户设备(即北斗导航仪)、地面中心控制系统和地球同步卫星系统的三维定位系统。传统的北斗导航仪的设计方案如图I所示，包括LNA (低噪声放大器)低噪放、射频通道、PA (功率放大器)功放和基带处理四个功能模块，并通过接收器接收数据、通过发射器发送数据，其虽然其能够实现北斗导航仪的各部分功能，但是由于采用分立模块设计结构，使得整个产品的接口复杂、体积大、功耗高，增加了再次开发的难度，且仅可使用于大型设备的开发和应用，无法深入推广使用；因而研发接口简单、体积小、功耗低的北斗导航仪显得十分必要。据此，提出了设计方案如图2所示的三合一模块结构的北斗导航仪，相比较传统的结构，其将LNA低噪放、射频通道和PA功放三个功能模块融合成一个三合一模块，主要完成接收信号的捕获、跟踪、调节、信息处理、应用处理等功能的基带处理功能电路却没有融合进去。为了能够实现完整的北斗导航仪功能，对于三合一模块结构的北斗导航仪还必须完成三合一模块和基带处理功能电路的接口连接，而基带处理功能电路一般是由以FPGA(Field Programmable Gata Array,现场可编程门阵列)和 ARM(Advanced RISC Machines,进阶精简指令集机器)处理器为主的数字处理芯片构成，即对于三合一模块结构的北斗导航仪还必须完成三合一模块和FPGA、ARM、ADC及相关电路的连接，开发过程复杂，且体积优势不大，结构如图3所示。
发明内容
发明目的为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种接口简单、体积小、功耗低的采用四合一嵌入式模块的北斗导航仪，将LNA低噪放、射频通道、PA功放和基带处理四个功能电路融合成一个四合一模块，便于北斗导航仪的二次开发和推广使用。技术方案为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为—种采用四合一嵌入式模块的北斗导航仪，包括LNA低噪放、射频通道、PA功放和基带处理四个功能电路，并通过接收器接收数据、通过发射器发送数据，其中LNA低噪放、射频通道、PA功放和基带处理四个功能电路嵌入在一个四合一功能模块内；所述四合一模块通过射频接口与接收器和发射器连接。 作为一种具体结构，所述四合一模块包括接收通道、发射通道、晶振单元、频率综合单元、数字处理单元，各部分的功能如下所述接收通道对接收器接收到的模拟信号依次进行预选滤波、低噪声放大、滤波、两次变频和中频滤波放大及AGC (Automatic Gain Control,自动增益控制)控制、A / D(模数转换)转换后，将数字信号发送给数字处理单元；
所述发送通道对数字处理单元发送的数字信号依次进行BPSK (二进制相移键控)调制、放大、滤波、功率放大后，将数字信号通过发射器发送出；所述晶振单元为基带处理单元和频率综合单元提供时钟信号；所述频率综合单元输出两个频率信号，一个信号作为接受通道两次变频的一本振和发射通道的载波信号，另一个信号作为接受通道两次变频的二本振；所述数字处理单元包括基带处理芯片和北斗串口，在基带处理芯片上设计有扩频信号接受部分、信号扩频发送部分和信息处理部分，所述信息处理部分通过扩频信号接收部分从接收通道接收信息，并通过信号扩频部分将处理后的信息发送给发射通道。优选的，所述四合一模块的数据电源接口采用DF9-25S-1V连接器，所述射频接口采用KYD2连接器。 有益效果本发明提供的采用四合一嵌入式模块的北斗导航仪，将LNA低噪放、射频通道、PA功放和基带处理四个功能电路嵌入在一个四合一功能模块内，整体接口简单、体积小、功耗低、简化了二次开发的复杂度，为北斗的手持型设备或其他多功能通信、导航终端的开发和应用提供解决方案，同时模块化的标准设计，可以进行批量生产。
图I为传统北斗导航仪的设计方案；图2为三合一模块结构的北斗导航仪的设计方案；
图3为具体的三合一模块结构的北斗导航仪的设计方案；图4为采用四合一嵌入式模块的北斗导航仪的设计方案；图5为四合一模块的结构示意图；图6为PN码捕获方案；图7为PN码跟踪方案；图8为解调方案；图9为解调环和码跟踪环的环路滤波方案。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作更进一步的说明。如图4为一种采用四合一嵌入式模块的北斗导航仪，包括包括四合一模块、接收器和发送器，所述四合一模块将LNA低噪放、射频通道、PA功放和基带处理四个功能电路融合在一起，并且四合一模块通过射频接口与接收器和发射器连，整体通过接收器接收数据、通过发射器发送数据；所述四合一模块的数据电源接口采用DF9-25S-1V连接器，射频接口采用KYD2连接器。具体的，所述四合一模块如图5所示，包括接收通道、发射通道、晶振单元、频率综合单元、数字处理单元，各个部分的设计方案及整体功能如下I接收通道所述接收通道对接收器接收到的2491. 75MHz模拟信号依次进行预选滤波、低噪声放大、滤波、两次变频和中频滤波放大及AGC控制、A / D转换后，将数字信号发送给数字处理单元。
2发射通道所述发送通道对数字处理单元发送的数字信号依次进行BPSK调制、放大、滤波、功率放大至IOW后，将数字信号通过发射器发送出。3晶振单元所述晶振单元通过低相噪有源晶振为基带处理单元和频率综合单元提供时钟信号。4频率综合单元
所述频率综合单元输出两个频率信号一个是1615. 68MHz信号，作为接受通道两次变频的一本振和发射通道的载波信号；另一个是863. 83MHz信号，作为接受通道两次变频的二本振。5数字处理单元所述数字处理单元包括基带处理芯片和北斗串口，在基带处理芯片上设计有扩频信号接受部分、信号扩频发送部分和信息处理部分，所述信息处理部分通过扩频信号接收部分从接收通道接收信息，并通过信号扩频部分将处理后的信息发送给发射通道。所述扩频信号接受部分包括四个独立的接收通道、译码及接口电路组成；四个独立的接收通道中的三个完成三个波束信号的接收，第四个接收通道用于对非接收波束信号质量的监视；译码及接口电路完成对接收信号的维特比译码。接收通道中的A / D单元对下变频器输出的12. 24MHz信号进行采样，变为2bit的数字信号，将该信号发送给扩频信号接收部分的四个独立的接收通道后，在每一个接收通道中完成对接收信号的正交下变频、滤波、下抽、扩频妈捕获、跟踪、解扩和解调；解调输出的数据再截为3bit后送往后端译码与接口电路进行帧头检测和维特比译码，译码输出的数据由接口部分传送给CPU部分进行信息处理。5. IPN 码捕获PN码捕获采用串行滑动相关的捕获方案如图6所示。接收通道中的A / D单元将量化后的信号经过正交下变频后生成基带的同相和正交支路信号，这两路信号再经过滤波和下抽后进入捕获部分电路；如图6所示，I信号、Q信号先与本地PN码相乘解扩而后进行一个符号周期的累加；累加输出的结果与捕获门限进行比较，高于门限则进入捕获校验，否则控制下抽电路改变输入样点的相位进行下一个相位的检测直至捕获成功为止；再跟踪状态下捕获部分电路则完成同步监视的功能，实时监视积分值的大小从而起到同步监视的作用，当发现积分值长时间不过门限是认为已经失步重新发起捕获。5. 2PN 码跟踪PN码跟踪采用经典的延时锁定环方案，其原理框图如图7所示。当本地PN码捕获成功后，PN码的跟踪交由跟踪部分完成；跟踪部分取出与用于捕获前后相差半个码片宽度的两组样点，这两组样点分别与本地PN码进行相乘累加解扩，而后各自平方相加，得到的结果相减后得到的就是码相位的误差信号；码相位的误差信号经过后面的环路滤波器进行滤波以后即生成对下抽控制的调整量。5. 3解调及跟踪解调器的工作原理如图8所示，相干载波恢复环路是一个经典的判决反馈环；同相支路的信号进行比较后与正交支路的信号进行相乘，相乘后的结果即为输出误差信号；误差信号经过环路滤波后生成调整信号，调整信号直接作用于正交下变频本振实现环路的跟踪。解调环和码跟踪环的环路滤波器都是经典的一阶IIR滤波器，其组成如图9所示，包含直通支路和积分支路，其中积分支路代表的频差信息；直通支路代表的是相位信息。通过改变各支路的权值可以改变该滤波器的特性，继而改变环路的特性。5. 4发送信号信号扩频发送部分由接口单元和码片成形单元组成，接口单元完成发送参数和发送信息的传递；码片成形单元主要完成对发送码片的成形。需要发送信号时，将需要发送的信息和发送参数通过接口单元传送给发送单元；在发送单元中完成发送信息的并串变换及发送扩频码的生成与拼接；数据和扩频码都准备好后将数据和扩频码进行扩频，然后进行码片成形的操作，生成发送所需的数字眼图信号送给调制器。5. 5信息处理信息处理部分是整个数字处理单元的核心，它完成了对接收通道和发射通道参数的配置、对保密卡的操作、对关键参数的存储、对接收信息的处理、对发送信息的处理和与外界的通信等等。5. 6 北斗串口北斗串口是信息处理部分对外的连接接口，一般为两个其中一个是用户串口，通过该串口对设备进行操控；另一个是调试串口，用于技术人员的维护和调试。两个串口都采用TTL电平、速率为19200波特。6整机功能本案设计的北斗导航仪具有如下功能。6. I定位功能可以进行手动、自动定位和紧急定位设定，向地面中心控制系统发出定位请求，并接收地面中心控制系统发出的定位结果，输出经度、纬度、高度及时间等信息；紧急定位申请的发起不受智能卡频度限制，但是一次紧急定位之后需要等待两个服务频度间隔才可以再次服务。6. 2通信功能可以接受地面中心控制系统发出的短报文信息，输出报文内容；可以编辑发送报文。6. 3主要指标I)电源及功耗电源外接直流电源10. 8V、5V、3. 3V共同加电、
功耗不发射时S I. 5W (接收状态)发射时-S 32W (瞬间发射时间100ms)2)环境适应性a.低温工作温度-20°C，贮存温度_40°C。b.高温工作温度+55°C，贮存温度+65°C。
c.冲击按GJB150. 18A-2009中程序I——功能性冲击进行，波形为后峰锯齿波，峰值加速度为40g，冲击波行的持续时间为11ms，频率折点为45Hz对试验样品的x、y、z三个互相垂直轴向的正反两个方向各进行三次冲击(模块正常使用时前后方向不做)，每两次冲击间隔时间60ms,总共进彳了 12次冲击后,设备应保持功能、结构完好。d.振动
产品按GJB150. 16A-2009中第20类——地面车辆——地面移动的要求进行随机振动Ih后，应无机械损伤、脱焊、断裂、螺钉脱落等现象，加电应能正常工作。3)可靠性要求MTBF彡5000小时4)可维修性要求平均修复时间MTTR :彡30分钟5)使用寿命5年以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种采用四合一嵌入式模块的北斗导航仪，其特征在于包括LNA低噪放、射频通道、PA功放和基带处理四个功能电路，并通过接收器接收数据、通过发射器发送数据；所述LNA低噪放、射频通道、PA功放和基带处理四个功能电路嵌入在一个四合一功能模块内，所述四合一模块通过射频接口与接收器和发射器连接。
2.根据权利要求I所述的采用四合一嵌入式模块的北斗导航仪，其特征在于所述四合一模块包括接收通道、发射通道、晶振单元、频率综合单元、数字处理单元， 所述接收通道对接收器接收到的模拟信号依次进行预选滤波、低噪声放大、滤波、两次变频和中频滤波放大及AGC控制、A / D转换后，将数字信号发送给数字处理单元； 所述发送通道对数字处理单元发送的数字信号依次进行BPSK调制、放大、滤波、功率放大后，将数字信号通过发射器发送出； 所述晶振单元为基带处理单元和频率综合单元提供时钟信号； 所述频率综合单元输出两个频率信号，一个信号作为接受通道两次变频的一本振和发射通道的载波信号，另一个信号作为接受通道两次变频的二本振； 所述数字处理单元包括基带处理芯片和北斗串口，在基带处理芯片上设计有扩频信号接受部分、信号扩频发送部分和信息处理部分，所述信息处理部分通过扩频信号接收部分从接收通道接收信息，并通过信号扩频部分将处理后的信息发送给发射通道。
3.根据权利要求I所述的采用四合一嵌入式模块的北斗导航仪，其特征在于所述四合一模块的数据电源接口采用DF9-25S-1V连接器，所述射频接口采用KYD2连接器。
全文摘要
本发明公开了一种采用四合一嵌入式模块的北斗导航仪，包括LNA低噪放、射频通道、PA功放和基带处理四个功能电路，并通过接收器接收数据、通过发射器发送数据，其中LNA低噪放、射频通道、PA功放和基带处理四个功能电路嵌入在一个四合一功能模块内；所述四合一模块通过射频接口与接收器和发射器连接。本发明提供的采用四合一嵌入式模块的北斗导航仪，将LNA低噪放、射频通道、PA功放和基带处理四个功能电路嵌入在一个四合一功能模块内，整体接口简单、体积小、功耗低、简化了二次开发的复杂度，为北斗的手持型设备或其他多功能通信、导航终端的开发和应用提供解决方案，同时模块化的标准设计，可以进行批量生产。
文档编号G01S19/39GK102736089SQ20121022908
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月3日 优先权日2012年7月3日
发明者包琼, 吴文南, 陶全乐 申请人:南京六九零二科技有限公司