Da sich das globale Satellitennavigationssystem von der GPS-Dominanz zu einer “GNSS-Ära” mit Multisystem-Kompatibilität entwickelt, hat China dringend leistungsstarke und hochgradig autonome Navigationschips für die Entwicklung und Industrialisierung des BeiDou-Systems gefordert. In diesem Zusammenhang, RF-Chips spielen als zentrale Front-End-Komponente von Navigationsempfängern eine entscheidende Rolle. Die Leistung dieser Chips bestimmt direkt die Empfindlichkeit, den Störungsschutz und die Positionsgenauigkeit des gesamten Navigationssystems.

In ihrer Forschung haben Zhao Jianxin und Zou Zhenjie eine völlig autonome, hochintegrierte Multimodus-Navigation vorgeschlagen. RF-Chip Architektur. Dieser Chip basiert auf der RF-CMOS-Technologie und verwendet eine einzelne Abwärtswandlungs-Zwischenfrequenzarchitektur. Er integriert alle wichtigen Module, einschließlich rauscharmer Verstärker (LNA), Mischer, komplexer Filter, Verstärker mit variabler Verstärkung (VGA), Frequenzsynthesizer und einen 4-Bit-ADC, um eine effiziente Umwandlung von HF-Signalen in digitale Zwischenfrequenzsignale zu erreichen.

Schaltungsentwurf und wichtige Leistungsoptimierungen

In Bezug auf die Schaltungsentwicklung ist die RF-Chip wurde systematisch für kritische Parameter wie Rauschkontrolle, Linearität und Bildunterdrückung optimiert. Durch die Kombination eines LNA mit einer Source-Degenerations-Induktionsstruktur und einem vollständig differenziellen RF-VGA wird die Rauschzahl auf unter 2 dB geregelt. Ein komplexer Tschebyscheff-Filter fünfter Ordnung erreicht eine Außerbandunterdrückung von über 30 dB, und das Abbildungsunterdrückungsverhältnis wird durch ein Vorkalibrierungsmodul auf 47 dB verbessert, wodurch die Signalreinheit deutlich erhöht wird.

Darüber hinaus weist der Chip einen hervorragenden Dynamikbereich und eine hervorragende Linearität auf. Ein fünfstufiges VGA-Design erreicht einen Verstärkungsregelungsbereich von 50 dB mit einem Ausgangs-Intercept-Punkt dritter Ordnung (OIP3) von über 20 dBm, was einen stabilen Empfang von schwachen Navigationssignalen auch in komplexen elektromagnetischen Umgebungen gewährleistet.

Physikalisches Design und Rauschunterdrückungstechniken

Was die physische Gestaltung betrifft, so ist die RF-Chip umfasst strenge Isolations- und Anti-Rausch-Maßnahmen, darunter Schutzringe, unabhängige Substratkontakte und Leistungsfiltertechnologien. Diese unterdrücken effektiv digitales Schalterrauschen, das HF-Schaltungen stören könnte, und gewährleisten die Stabilität des Chipbetriebs auch bei hoher Integration.

Testergebnisse und Auswirkungen auf die Industrie

Die Testergebnisse zeigen, dass diese RF-Chip übertrifft herkömmliche Konstruktionsschemata in Bezug auf Schlüsselkennzahlen wie OIP3, IMRR und Rauschzahl. Es ist nicht nur vollständig kompatibel mit den vier wichtigsten Navigationssystemen - Beidou, GPS, GLONASS und Galileo -, sondern verfügt auch über die technologische Fähigkeit, ähnliche ausländische Produkte zu ersetzen. Dies ist eine wesentliche technische Unterstützung für die Entwicklung und Unabhängigkeit chinesischer Navigationsempfänger im Inland.