[发明专利]双通道卫星导航抗干扰A/D芯片

说明书

技术领域

本发明属于电子元器件技术领域，特别涉及一种数模混合芯片。

背景技术

在传统卫星导航接收机中，模数转换部分通常采用AD9288等进口A/D芯片。抗窄带干扰功能根据卫星频点不同，北斗二B3频点采用A/D+FPGA的架构即可实现，GPS通常采用阵列天线+多A/D+FPGA这种抗宽带干扰的处理方式兼容实现。其中抗干扰处理电路采用基于LMS(自适应滤波)的处理方法。这种接收机结构存在以下问题：

1.FPGA属于高功耗元器件，占整个接收机总功耗的很大一部分，封装体积也较普通IC芯片大。而手持北斗接收机由于其便携性特点，对板级功耗、体积等因素日益敏感，故分立的A/D+FPGA和阵列天线+FPGA架构已不适于在手持机中使用。设计低功耗、小体积、功能集成化的元器件是提升军用导航设备实用性的发展方向。

2.AD9288芯片，FPGA均为进口元器件，直接应用于导航系统，在使用保密性上存在风险，可能会面临禁运的风险。因此自主研制抗干扰AD芯片，在设备元器件国产化上有重要意义。

3.在窄带抗干扰技术领域，常用的方法是基于LMS(自适应滤波)算法的电路架构，通常由输入滤波、LMS抗干扰处理、输出滤波、输出AGC等数字处理电路组成流水线处理结构。这样的处理方法只适用于静态干扰，欺骗性干扰等场景，但随着导航电磁环境的日益复杂，多干扰、大动态干扰、组合干扰等复杂应用场景对抗窄带干扰能力提出了更高的要求。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种用于卫星导航接收机，尤其是小型化手持卫导接收机系统的双通道抗干扰A/D芯片，可独立接收RNSS、RDSS、GPS等不同卫导系统的模拟中频信号，首先对模拟中频信号进行模数转换，再通过干扰检测、自适应抗干扰处理等模块剔除数字中频信号中的干扰信号，最后通过滤波成形、幅度控制后输出符合不同卫导系统特点的、可用于下级基带模块解算用的数字中频信号。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括双路10bitA/D、双路数字信号传输通道和工作模式配置器；双路数字信号传输通道中的A通道针对RNSS系统，工作于不同状态，包括直通、抗干扰或关闭状态，B通道针对RNSS、RDSS或GPS系统，工作于不同状态，包括直通、抗干扰或关闭状态；所述A通道的工作状态和B通道的工作系统、工作状态均由工作模式配置器配置；所述的A通道和B通道均包括输入带通滤波、干扰信号检测模块、自适应抗干扰处理模块、输出带通成形模块和输出增益控制模块；B3频点的中频信号经10bitA/D转换为数字中频信号，数字中频信号在A通道中经输入带通滤波后根据工作模式配置的不同，发送至自适应抗干扰处理模块、干扰检测模块或不输出；GPS、S、B1或B3频点的中频信号经10bitA/D转换为数字中频信号，数字中频信号在B通道中经输入带通滤波后根据工作模式配置的不同，发送至自适应抗干扰处理模块、干扰检测模块或不输出；自适应抗干扰处理模块的输出信号，经过输出带通成形模块和输出增益控制模块输出。

所述的自适应抗干扰处理模块包含IQ分离模块、功率统计模块、权值计算模块和迭代收敛模块；数字中频信号经IQ分离模块分为IQ两路信号，送入功率统计模块统计得到数字中频信号的功率统计值，将功率统计值和权值计算模块中预设的门限值进行比较，采用步进逼近的方式调整数字中频信号的放大倍数，最终使迭代收敛模块输出信号的大小变化稳定在1bit数据位内。

本发明的有益效果是：

1.同时解决了RNSS/RDSS/GPS信号的双路中频信号接收、模数转换、抗窄带干扰处理应用需求。

2.采用基于IQ分离的功率统计法，功率统计值更加准确，且不包含复杂运算单元。

3.对权值计算前的信号进行IQ分离，归一化处理，使信号能量的浮动稳定在1bit数据位内，约3dB；让芯片在面临突发扫频干扰，叠加形干扰等能量变化剧烈的干扰环境下，仍能稳定正确的计算权值，避免出现后续计算发散，出现突然性接收机异常，该处理方法在RDSS等对误码率性能考察严格的卫星系统下优势明显。

4.采用分立的权值计算和迭代收敛处理方式。在完成抗窄带干扰处理的同时，解决前级处理中引入的信号能量损失，约有0.7dB的载噪比改善。

5.采用50％信号调制带宽的输出带通滤波器，在不损失信号能量的前提下，具有更好的噪声抑制效果载噪比约有1dB改善。