基于FPGA的北斗卫星信号接收机设计.pdf

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1、设计开发I‘宇技术基于FPGA的北斗卫星信号接收机设计刘中华刘文红(上海电机学院上海200240)摘要：获得准确可靠的北斗卫星信号是卫星信号解算的基础和关键，本文设计了v；~FPGA为核心的软硬件相结合的嵌入式系统，通过天线和模拟电路接收、放大原始卫星信号并进行滤波，通过FPGA控制本振与原始卫星信号混频并送入高i叁D，最后通LC_FPGA控制USB接口将原始信号发送到电脑主机以便进行后续信号解算研究。关键词：FPGA北斗卫星信号uSB嵌入式系统中图分类号：TN927文献标识码：A文章编号：1007—9416(2014)07-0144—021引言内也有

2、若干频点，虽然硬件处理上需要配置的电路参数不同，但设目前，全球卫星定位系统主要有四种：美国的GPS、俄罗斯的计原理相同。本文选取北斗二代B1频点作为设计目标，即接收电路GLONASS、欧盟的伽利略卫星导航系统和中国自主研发的北斗卫以1561．098MHz；~中心频率。2．1总依爱升星导航系统。由于卫星导航系统可以全天候实时给出载体具体姿态和位置信息，在民用和军用领域都有重要的战略意义。相对于GPS，本文设计的接收机共分为三个部分，分别为射频处理硬件电路北斗导航系统的相应研发和应用产业链还不完善，由于条件限制，部分、AD转换与结果输出部分，以及上位机接收

3、处理部分。目前对北斗导航系统的研究多集中于对完成捕获和跟踪后的卫星本文所设计的接收机系统框图如图IN示。2．2射频处理部分设计信号进行处理，而对北斗卫星信号捕获和跟踪算法的研究由于较难获得准确的原始北斗卫星信号而难以进行。射频处理部分包含信号从天线输入到正交解调输出，如图l所为获得准确的原始北斗卫星信号，受参考文献[1卜[3】的启发，本示。射频处理部分主要用于将调制在B1频点上的正交北斗卫星信号文设计了以FPGA为核心的软硬件相结合的嵌入式系统，通过北斗恢复到AD电路模块可以采集到的中频正交信号。第一级低噪声放频段接收天线和模拟电路接收、放大和滤波接收

4、到的卫星信号，然大器用于对天线接收到的卫星信号进行放大，该级放大器在放大有后通过FPGA控制本振与卫星信号混频并送入高速AD，最后通过用信号的同时，也放大了噪声信号。因此，为了防止引入其它噪声信FPGA控制68013芯片将AD转换的原始卫星信号通过USB发送到上号，本文设计中使用了单片微波集成电路(MMIC)技术实现的低噪位机。本文同时使用VC6开发环境设计了接收端的接收程序，将接声放大器，低噪声放大电路如图2所示。收的结果转换成文本文件。最后，本文在Maflab编译环境下，运行预图1中，射频处理部分的滤波电路使用了声表滤波~TA1584A，先设计好的

5、信号捕获和跟踪算法，验证了本文所设计的卫星信号接虽然该滤波器芯片的中心频率与B1中心频点不同，但B1频点在该芯收机的功能和性能。片的通频带范围内，且增益符合设计要求，二次放大和二次带通滤波与第一级使用完全相同的电路用于进一步放大信号的同时滤除2卫星信号接收机设计噪声。隔离滤波部分用于将直流电源与射频信号进行分离。正交解北斗目前有北斗一代和北斗二代，每代信号的频点不同，且代调电路用于解调出中频的IQ信号，解调电路的本振由FPGA为核心图1接收机系统框图收稿日期：2014—06—29基金项目：上海电机学院重点学科项目资助(1OxKF01)。作者简介：刘中华

6、0981--)，女，山东胶州人，职称：讲师，研究方向：图像处理。