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- UID
- 1029342
- 性别
- 男
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2 GPS接收机的硬件设计 卫星信号由天线接收，直接进入射频前端。射频前端具有变频作用，将射频信号转换为中频信号。中频信号经采样信号采样、量化后，转换为数字中频信号。数字中频信号进入基带数字处理器，基带数字处理器完成卫星信号的处理后，解调出导航电文，进行相应的处理后给出所需的定位信息或提供特定的应用服务。
2.1 接收天线
接收天线是GPS接收机处理卫星信号的首个器件，它将接收到的GPS卫星所发射的电磁波信号转变成电压或电流信号，以供接收机射频前端摄取与处理。因为GPS接收机赖以定位的信息基本上全部来自于天线接收到的GPS卫星信号，所以接收天线的性能直接影响着整个接收机的定位性能，它对接收机所起的作用与贡献绝对不容忽视。
对GPS接收机天线的主要技术要求是：接收频率为1575.42MHz的L1信号；为了与接收到的GPS卫星信号的极化方式相匹配，从而提高接收效率，接收天线以右旋圆极化的方式工作；强度微弱的GPS卫星信号应当尽可能地先在紧靠天线的一端得到功率放大，以改善整个接收系统的噪声性能，接收机采用内置低噪声放大器（LAN）的有源天线；电线馈线的阻抗为50 .综上所述，本文采用灵敏度高的竖直形状的四螺旋天线，且在工作时将天线采用外置的形式。
2.2 基于ATR0600的射频前端电路设计
射频（RF）前端模块位于接收机天线与基带数字信号处理模块之间，它通过天线接收所有可见GPS卫星信号，经前置滤波器和前置放大器的滤波放大后，再与本机振荡器产生的正弦波本振信号进行混频而下变频成中频（IF）信号，最后经模数（A/D）转换器将中频信号离散成包含GPS信号成分的、频率较低的数字中频信号，并在此过程中进行必要的滤波和增益控制。
本设计中射频前端主要由Atmel公司生产的ATR0600芯片及外围滤波电路构成，它是一个GPS接收机射频前端IC芯片，采用单IF结构，芯片上包含有混频器、IF放大器、2bit的模数转换器（ADC）、晶体振荡器等电路，芯片具有极高的集成度，很小的功耗（约50w）。
ATR0600通过外部的天线接收1575.42MHz的L1 GPS信号，经过低噪声放大器LNA进行第1级滤波、放大后，被外部SAW滤波器进行镜像抑制和对1800MHz GSM频带信号进行隔离。该信号与基准频率为23.104 MHz的本振信号进行混频，混频器将GPS信号下变频到97.76MHz中频。混频后，该信号经过LC带通滤波器和可变益放大器（VGA），与片上集成的中频带通滤波器组合，完成对GSM干扰信号的滤波。VGA输出驱动集成的1.5bitA/D转换器，将中频信号转化成4.35MHz的数字中频信号。
ATR0600的内部结构及其电路应用形式如图2所示：
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