Підсилювач високої частоти сигналів приймача-споживача супутникової радіонавігаційної системи GPS

Було порівняно два варіанти мікросхем що задовольняють початкові вимоги: UPC8232T5N  та ALM-1412 .

Малошумлячий підсилювач компанії Avago Technologies ALM-1412 – перший МШУ із вбудованим фільтром на поверхневих акустичних хвилях (ПАХ). Він розроблений для використання в складі GPS приймачів на частоті 1.575 ГГц.

 

 
Рис. 4.1 Принципова схема МШП ALM-1412

ALM-1412 містить кола авто зміщення, вхідну шунтуючу індуктивність для захисту від електростатичного розряду. Мікросхема забезпечує натупні характеристики:

Напруга живлення (Uж)	1В	2,85В
Струм живлення (Іж)	2,8мА	9мА
Коефіцієнт шуму (Кш)	1,28 дБ	0,77дБ
Підсилення (КU)	13,1 дБ

 

Даний МШП забезпечує низький  коефіцієнт шуму, підсилення та високу лінійність.

Проте даний МШП не забезпечує необхідного рівня підсилення що має становити не менше 30 дБ, відповідно підсилювач доцільно реалізувати послідовним  включенням трьох таких каскадів. Відповідно отримаємо наступні значення для коефіцієнтів шуму та підсилення: 

 

 

Іншою мікросхемою що може бути використана для реалізації ПВЧ приймача GPS є UPC8232T5N. Вона об′єднує такі якості як: низький рівень шуму, високий рівень підсилення, малі розміри і мала енергоспоживання. Однією з переваг є функція зниження рівня енергоспоживання, що відключає підсилювач під-час простою.

SiGe-Carbon (карбонова кремніє-германієва) мікросхема UPC8232T5N, розроблена компанією NEC, спеціально для використання в складі модуля GPS і містить вбудовані ланки узгодження, ESD-захист і стабілізатор напруги. Завдяки своїм розмірам (1,5×1,5×0,37мм) дана схема є найкомпактнішою версію МШП в наш час і забезпечує наступні параметри:

Напруга живлення (Uж)	2,7 – 3,3 В
Струм живлення (Іж)	3,2мА
Коефіцієнт шуму (Кш)	0,9 дБ
Підсилення (КU)	17,5 дБ

 

Рис. 4.2 Зовнішній вигляд мікросхеми UPC8232T5N

Для виконання поставленої  задачі реалізації ПВЧ даний каскад не забезпечує необхідного підсилення, тому необхідно включити два каскади послідовно.

 

 

МШП для діапазону GPS підлягають впливу різноманітних поза смугових сигналів: мобільний зв'язок 900МГц, 1800 – 1900 МГц, 2,4 ГГц; WLAN, WiMAX 2,5 – 2,7 ГГц, тощо. Якщо рівень цих блокуючих сигналів достатньо високий, виникає явище зниження рівня підсилення МШП у смузі GPS, і загальної чутливості підсилювача. Даний ефект має назву десенсибілізація.

Десенсибілізацію можна  зменшити, досягнувши максимального  узгодження підсилювача і використавши фільтрацію. Узгодження полягає в  використанні вхідної послідовної  LC-ланки з малими втратами, що являє смуговий фільтр і забезпечує досягнення коефіцієнту підсилення 17,46 дБ. Якщо додати  Конденсатор в Т-подібне коло то отримаємо ФВЧ, який зменшує вплив сигналів 900 МГц на МШП. Інші сигнали нейтралізуються за рахунок включення смугових фільтрів ПАХ до і після МШП. Відповідно це викликає втрати, зростанню рівня шумів і зменшенню підсилення, проте ці відхилення не є суттєвими і задовольняють вимогам.  Склад вхідної ланки з ФВЧ наведено в додатку 1.

Отже, порівнюючи наведені вище МШП, було прийняте рішення про реалізацію ПВЧ  приймача СРНС GPS на базі мікросхеми UPC8232T5N, оскільки вона забезпечує низьке енергоспоживання, малі розміри, низький коефіцієнт шуму, необхідне підсилення, а також захищена від впливу позасмугових сигналів.

 

 

ВИСНОВКИ

1. Супутникова радіонавігаційна система(СРНС) – комплексна електронно-технічна система, яка складається із сукупності наземного та космічного обладнання, призначена для визначення місцезнаходження, а також параметрів руху (швидкість і напрямок руху) для наземних, морських та повітряних об’єктів.

2. Супутники GPS передають два типи різних сигналів: сигнал точного коду, або P код (з 1994 р. замінений більш криптостійким Y кодом) і сигнал грубого коду, або C/A код. Р код призначений для використання санкціонованими військовими користувачами і забезпечує так зване точне позиційне обслуговування.

3. Всі супутники передають на тих же частотах. Сигнали кодуються з використанням Code Division Multiple Access (CDMA), що дозволяє відрізняти повідомлення від окремих супутників один від одного на основі унікальної кодування для кожного супутника

4. Підсилювач верхніх частот побудований на інтегральній мікросхемі фірми  «NEC» UPC8232T5N , який забезпечує підсилення в 35 дБ. Було обрано саме цей підсилювач оскільки він відповідає усім вимогам поставленої задачі, економічність, малі розміри, довговічність роботи і стабільність.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1.http://ru.wikipedia.org/wiki/GPS

2.http://www.nas.gov.ua/scinn/arhiv/0107/Skoryk_Kondr.pdf

3. Ю.А. Соловьев. Системы спутниковой навигации. Москва, ЭКО-ТРЕНДЗ, 2000. – 267 с., ил.

4.http://en.wikipedia.org/wiki/Global_Positioning_System

5. Спутниковые радионавигационные системы и информационные технологии на их основе. В кн. «Информационные технологии в радиотехнических системах» / Под ред. И.Б. Федорова, МГТУ  
им. Баумана, Москва, 2003. – 224 с., ил.6.http://shop.filur.net/index.php?p=73

6. Никулин Ю.М. Создание дифференциальной системы Евро-фикс – реализация концепции интеграции спутниковых и наземных средств радионавигации / Новости навигации, НТЦ «Интернавигация», 1999, № 2 (4), 34 с.

7. Шкирятов В.В. Радионавигационные системы и устройства. – М.:

Радио и связь, 1984. – 160 с., ил.

    8.http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/235210/SIPAT/