УСТРОЙСТВО ПРИЕМА СИГНАЛОВ СПУТНИКОВЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Полезная модель относится к радиотехнике, и может быть использовано для приема навигационных сигналов от спутниковых навигационных систем.
Известно устройство приема радиосигналов навигационных спутников GPS и ГЛОНАСС, приведенное в описании изобретения под названием “Способ и устройство обработки радиосигналов навигационных спутников GPS и ГЛОНАСС” [1]. Устройство содержит антенну, принимающую сигналы навигационных спутниковых систем, широкополосный фильтр, широкополосный малошумящий усилитель, смеситель, синтезатор гетеродинной частоты, опорный генератор, аналого-цифровой преобразователь и цифровую радиоприемную систему, видеоусилитель с ограниченной полосой пропускания, причем вход широкополосного фильтра соединен с выходом антенны, а выход - с входом широкополосного малошумящего усилителя, выход которого подключен к первому входу смесителя, ко второму входу которого подсоединен выход синтезатора гетеродинной частоты, вход синтезатора гетеродинной частоты соединен с выходом опорного генератора, выход смесителя соединен со входом видеоусилителя с ограниченной полосой пропускания, выход которого является входом аналого-цифрового преобразователя, а входы цифровой радиоприемной системы соединены соответственно с выходами аналого-цифрового преобразователя и опорного генератора. Недостатком данного устройства является то, что оно может быть использовано только для приема сигналов таких навигационных систем как GPS и ГЛОНАСС, но не может использоваться для приема сигналов системы Compass (Beidou), что ограничивает функциональность модуля.
Наиболее близким к заявляемому устройству, является радиочастотный модуль для приема ГЛОНАСС и GPS/GALILEO сигналов, приведенный в описании изобретения под названием «Спутниковый навигационный ГЛОНАСС/Gps/Galileo-приемник с корреляторами, асинхронно управляемыми внешним процессором» [2]. Устройство прототип состоит из последовательно соединенных: антенного разъема, являющегося входом устройства, малошумящего усилителя, полосового фильтра и делителя мощности входного сигнала, преобразователя сигнала GPS/Galileo, первый вход которого соединен с первым выходом делителя мощности входного сигнала, преобразователя сигнала ГЛОНАСС, первый вход которого соединен со вторым выходом делителя мощности входного сигнала, первый и второй аналого-цифровой преобразователь, первые входы которых соединены соответственно с выходами преобразователя сигнала GPS/Galileo и преобразователя сигнала ГЛОНАСС, генератор опорных колебаний выход которого соединен со вторыми входами преобразователя сигнала GPS/Galileo, преобразователя сигнала ГЛОНАСС, первого и второго аналого-цифрового преобразователя. Недостатком устройства - прототипа является то, что оно может быть использовано только для приема сигналов таких навигационных систем как GPS, Galileo и ГЛОНАСС, но не может использоваться для приема сигналов системы Compass (Beidou), что ограничивает функциональность модуля. Еще одним недостатком прототипа является то, что операция преобразования частоты производится дважды: в преобразователе сигнала GPS/Galileo, а также в преобразователе сигнала ГЛОНАСС, что требует установки 2 смесителей и 2 опорных генераторов, это усложняет конструкцию приемного модуля. Кроме этого в прототипе используется 2 аналого-цифровых преобразователя, что усложняет конструкцию системы, вместо двух аналогово-цифровых преобразователей может быть использован один многоканальный.
Задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, -расширение функциональных возможностей радиочастотного модуля, заключающееся в возможности одновременного приема сигналов таких навигационных систем GPS, Galileo, ГЛОНАСС и Compass, достигаемое за счет использования дополнительного блока преобразования сигнала Compass.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в известное устройство, содержащее последовательно соединенные: антенный разъем, являющееся входом устройства, малошумящий усилитель и полосовой фильтр, делитель мощности входного сигнала, преобразователь сигнала GPS/Galileo, первый вход которого соединен с первым выходом делителя мощности входного сигнала, преобразователь сигнала ГЛОНАСС, первый вход которого соединен со вторым выходом делителя мощности входного сигнала, аналого-цифровой преобразователь, первый вход которого соединен с выходом преобразователя сигнала GPS/Galileo, генератор опорных колебаний, выход которого соединен со вторым входом аналого-цифрового преобразователя, дополнительно вводится преобразователь сигнала Compass, первый вход которого соединен с третьим выходом делителя мощности входного сигнала, третий и четвертый входы аналого-цифрового преобразователя, причем третий вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом преобразователя сигнала ГЛОНАСС а четвертый вход соединен с выходом преобразователя сигнала Compass, смеситель, первый вход которого соединен с выходом полосового фильтра, а выход с входом делителя мощности входного сигнала, опорный генератор управляемый напряжением, вход которого соединен с выходом генератора опорных колебаний, а выход со вторым входом смесителя.
Функциональная схема предлагаемого устройства приведена на фиг. 1, на которой обозначено: 1 - антенный разъем, 2 - малошумящий усилитель, 3 - полосовой фильтр, 4 - смеситель, 5 - опорный генератор управляемый напряжением, 6 - делитель мощности входного сигнала, 7 - преобразователь сигнала GPS/Galileo, 8 - преобразователь сигнала ГЛОНАСС, 9 - преобразователь сигнала Compass, 10 - генератор опорных колебаний, 11 - аналого-цифровой преобразователь. Подробное описание устройства.
Радиочастотный модуль предназначен для приема и преобразования частоты навигационных сигналов таких навигационных систем как GPS, Galileo, ГЛОНАСС и Compass, в частотном диапазоне L1.
Сигналы спутниковых навигационных систем GPS, Galileo, ГЛОНАСС и Compass принимаются антенной и поступают в антенный разъем 1 радиочастотного модуля, в малошумящем усилителе 2 производится усиление сигналов, МШУ выбирается широкополосным (его полоса пропускания включает частоты сигналов четырех навигационных систем). В полосовом фильтре 3 производится фильтрация принимаемых сигналов. Далее производится операция преобразования частоты с высокой (ВЧ) на промежуточную (ПЧ), для этого сигналы поступают на первый вход смесителя 4. На второй вход смесителя поступает сигнал опорного генератора управляемого напряжением 5. С выхода смесителя 4 сигналы на ПЧ, поступают на вход делителя мощности входного сигнала 6, с первого, второго и третьего выхода которого сигналы поступают соответственно на первые входы преобразователей сигнала GPS/Galileo 7, ГЛОНАСС 8 и Compass 9. В преобразователях сигнала 7, 8 и 9 производится выделение сигналов GPS/Galileo в преобразователе 7, ГЛОНАСС в преобразователе 8 и Compass в преобразователе 9, их фильтрация и усиление. Структура преобразователя приведена на фиг. 2.
На фиг. 2 обозначено: П1 - усилитель, П2 - смеситель, П3 - полосовой фильтр, П4 - усилитель, П5 - опорный генератор управляемый напряжением,
С выхода преобразователей 5, 6 и 7 сигналы поступают на входы (1, 3 и 4) аналого-цифрового преобразователя 9, где производится оцифровка сигналов и они могут быть использованы для дальнейшей обработки в цифровом виде.
Расширение функциональных возможностей радиочастотного модуля, заключающееся в возможности одновременного приема сигналов таких навигационных систем GPS, Galileo, ГЛОНАСС а также Compass, достигается за счет использования дополнительного блока преобразования сигнала Compass, при этом вместо нескольких блоков аналого-цифрового преобразования предлагается использовать один многоканальный, что упрощает конструкцию приемника.
1. Пат. РФ №2173862, МПК G01S 5/14. Способ и устройство обработки радиосигналов навигационных спутников gps и ГЛОНАСС. Опубл. 20.09.2001
2. Пат. РФ №2456630, МПК 00185/02. Спутниковый навигационный ГЛОНАСС/Gps/Galileo-приемник с корреляторами, асинхронно управляемыми внешним процессором. Опубл. 20.07.2012