双频带GPS/Galileo射频前端接收系统的设计方案

0 引言

全球导航卫星系统GNSS(Global Navigation Satel-lite System)近年来得到了广泛的引用，从而引发相关领域的高度关注。目前的接收机模式无法满足日益增长的使用精度要求。所以，在原有的单模接收机的基础 上研发更高精度、更加稳定耐用的双模接收机成为研究的核心。

本文提出了一种GPS/Galileo双频双模接收机射频前端系统的设计方案，该方案结合现有资源，展示出了该种接收机设计的实例。重点分析了混频部分、本振部分及控制部分的功能及实现。最后利用频谱仪及射频信号发生器等设备对实例进行系统级测试，验证了系统结构的正确性。

1 GPS/Galileo 双模双频接收机系统

1.1 接收机结构

设计接收机首先要考虑的就是频带的选择。如图1所示，GPSL1/L5和GalileoE1/E5a中心频率相同，如果选择该频段的话，那么很多的元器件可以得到复用，从而极大地减少了研发和生产成本，同时也可以减小接收机的体积。

比较流行的双频双模接收机射频前端的结构大致有信号独享通道、公用信道、通过控制使某一时刻通道内只有一个载频信号三类。本设计以第三种方案为基础，在尽可能减少信号相互干扰的同时，争取最大限度地复用元器件。结构图如图2所示。

1.2 接收机系统整体性能指标

在参考接收机的性能要求的基础上，设计GPS接收机射频前端芯片的各项系统指标见表1.

2 GNSS 接收机射频前端芯片选择

考虑市场现有的相关器件的芯片资源，在GPS接收机系统整体性能指标及结构的基础上，结合各个功能电路模块的性能指标参数，为最终利用所选芯片制作实际的射频前端电路系统做准备。

2.1 低噪声放大部分

低噪声放大部分选用INFINEON TECHNOLOGIES公司的BGA430芯片。BGA430芯片为宽带高增益LNA芯片，5 V供电的情况下该芯片在导航频段的增益可以达到28 dB以上，噪声系数在2.4 dB以下。低噪声放大器的噪声系数应该尽可能的小，但又要考虑电路的设计难度和制作成本。综合以上考虑，BGA芯片同时满足系统的增益、NF及线性度的要 求。其电路图如图3所示。