GPS接收机中高频通道的仿真

  作者:薛雅娟 , 郭勇 , 陈维锋 , 马丽丽 , 熊艳荣 时间:2008-07-07来源:电子技术应用

  3.1 信号源

  这里信号源采用了简单的方式,只模拟了一种C/A 码,然后与数据信号D码进行模2相加,再调制到L1载波上,经传输损耗后到达接收天线,接收天线收到的信号是引入噪声的扩频信号。噪声和干扰的仿真通过对仿真系统中加入假定噪声或干扰信号来实现。这里,噪声采用了温度噪声:阻抗=50Ω,噪声温度=300K。C/A码 以及经C/A码调制的D码图形如图3所示。其中,经C/A码调制的D码延时了5μs。

  经L1载波调制的扩频信号和接收机射频前端接收到的RF信号如图4所示。由图可见,RF前端接收到的GPS信号淹没在噪声中。

  3.2 接收到的中频信号

  第一级混频产生的中频输出信号频谱图如图5所示。其中,RF滤波器通带中心频率设置在1575.42MHz,2MHz通带(-3dB);第1个IF滤波器的中心频率在175.42MHz,为两极点的chebyshev响应,0.1dB波纹。混频器为有源双平衡混频器。

  由图5可以看出第一级中频输出频率在175.42MHz附近。

  第二级混频产生的中频输出信号频谱图如图6(a)所示。其中,第2个IF滤波器为SAW带通滤波器。中心频率35.42MHz,通带2MHz(±1dB),插损14~18dB,止带>10dB(±2M),群延迟波纹<300ns(34.62~36.22MHz),最大群延迟<1.7ns。SAW 通带波纹0.8dB;SAW滤波器的频率响应特性用通常的有限冲击响应滤波器(FIR)来仿真。

  将图6局部放大后的频谱图如图6(b)所示,可见第二级中频输出频率在35.42MHz附近。

  第三级混频前利用限幅器将第三级混频输入电压限制在20mV以内。第三级混频产生的中频输出信号频谱图如图7所示。由图可见,第三级中频输出频率在4.309MHz附近。第3个IF滤波器的中心频率为4.3MHz。

  本文从软件实验的角度分析了GPS接收机高频通道的工作原理;设计了一个高频通道的增益分配方案,同时分析了它的噪声特性;在此基础上,对高频通道电路进行了系统仿真。实际使用时可根据所需要的干扰容限、增益等要求酌情调整。本研究对开展相关领域的研究工作具有借鉴意义。对接收链路中的信道特性,笔者将予以进一步关注。

  参考文献

1 Datasheet of GP2015:GPS receiver RF front end. http://www.zarlink.com
2 GP2000: GPS receiver hardware design application note. http://www.zarlink.com
3 datasheet of QuickMount micro GPS patch antenna AN-PC-131.http://www.macom.com
4 罗卫兵,张 桦,张 捷. System View动态系统分析及通信系统仿真设计.西安:西安电子科技大学出版社,2001
5 Kaplan E.D.(美)著,邱致和,王万义译.GPS原理与应用.北京:电子工业出版社,2002
6 王普德.GPS接收机高频通道和频率综合器设计. 导航,1992;(2)

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关键词: GPS System View 系统仿真 接收机

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