مع تطور النظام العالمي للملاحة عبر الأقمار الصناعية من هيمنة النظام العالمي لتحديد المواقع إلى “عصر النظم العالمية لسواتل الملاحة” مع توافق الأنظمة المتعددة، طالبت الصين بشكل عاجل بشرائح ملاحة عالية الأداء وذات استقلالية عالية لتطوير وتصنيع نظام "بايدو". وفي هذا السياق, رقائق الترددات اللاسلكية تلعب دورًا حاسمًا كمكون أمامي أساسي في مستقبلات الملاحة. ويحدد أداء هذه الرقاقات بشكل مباشر حساسية نظام الملاحة بأكمله وقدرته على مكافحة التشويش ودقة تحديد المواقع.

في بحثهما، اقترح تشاو جيانشين وزو تشنجيه نظام ملاحة متعدد الأنماط مستقل تمامًا ومتكامل للغاية شريحة التردد اللاسلكي الهندسة المعمارية. تعتمد هذه الرقاقة على تقنية RF-CMOS وتعتمد بنية تردد وسيط أحادية التحويل لأسفل. وهي تدمج جميع الوحدات الرئيسية، بما في ذلك مضخم التردد المنخفض الضوضاء (LNA)، والمزج، والمرشح المعقد، ومضخم الكسب المتغير (VGA)، ومركب التردد، ومركب التردد، ومحول ADC رباعي البتات، لتحقيق تحويل فعال من إشارات التردد اللاسلكي إلى إشارات التردد الوسيط الرقمي.

تصميم الدوائر وتحسينات الأداء الرئيسية

من حيث تصميم الدائرة، فإن شريحة التردد اللاسلكي تم تحسينه بشكل منهجي للمعايير الحرجة مثل التحكم في الضوضاء والخطية وقمع الصورة. من خلال الجمع بين LNA مع هيكل محث لتوليد المصدر وVGA للترددات اللاسلكية التفاضلية بالكامل، يتم التحكم في رقم الضوضاء إلى أقل من 2 ديسيبل. ويحقق مرشح تشيبيشيف المركب من الدرجة الخامسة أكثر من 30 ديسيبل من الكبت خارج النطاق، ويتم تحسين نسبة رفض الصورة إلى 47 ديسيبل من خلال وحدة معايرة مسبقة، مما يعزز نقاء الإشارة بشكل كبير.

علاوة على ذلك، تُظهر الشريحة نطاقًا ديناميكيًا وخطيًا متميزًا. ويحقق تصميم VGA خماسي المراحل نطاق تحكم في الكسب يبلغ 50 ديسيبل، مع نقطة اعتراض من الدرجة الثالثة للإخراج (OIP3) تزيد عن 20 ديسيبل ميلي واط (OIP3)، مما يضمن استقبالاً مستقرًا لإشارات الملاحة الضعيفة حتى في البيئات الكهرومغناطيسية المعقدة.

التصميم المادي وتقنيات كبت الضوضاء

من حيث التصميم المادي، فإن شريحة التردد اللاسلكي تشتمل على تدابير صارمة للعزل ومكافحة التشويش، بما في ذلك الحلقات الواقية وملامسات الركيزة المستقلة وتقنيات ترشيح الطاقة. يعمل ذلك على كبح ضوضاء المفاتيح الرقمية التي يمكن أن تتداخل مع دوائر الترددات اللاسلكية، مما يضمن استقرار تشغيل الرقاقة حتى مع التكامل العالي.

نتائج الاختبار والآثار المترتبة على الصناعة

تظهر نتائج الاختبار أن هذا شريحة التردد اللاسلكي يتفوق على مخططات التصميم التقليدية في المقاييس الرئيسية مثل OIP3 و IMRRR ورقم الضوضاء. وهو ليس متوافقًا تمامًا مع أنظمة الملاحة الرئيسية الأربعة - أي نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ونظام الملاحة العالمي (غلوناس) ونظام غاليليو - فحسب، بل إنه يتمتع أيضًا بالقدرة التكنولوجية على استبدال المنتجات الأجنبية المماثلة. وهذا يوفر دعماً تقنياً أساسياً للتطوير المحلي واستقلالية أجهزة استقبال الملاحة الصينية.