{"id":1282,"date":"2025-10-04T13:42:19","date_gmt":"2025-10-04T13:42:19","guid":{"rendered":"https:\/\/www.wallisemi.com\/?p=1282"},"modified":"2025-10-05T13:44:27","modified_gmt":"2025-10-05T13:44:27","slug":"entwurf-und-implementierung-von-funkchips-fur-die-beidou-navigation-zur-bewaltigung-von-bluetooth-interferenzen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.wallisemi.com\/de\/blog\/industry-insights\/design-and-implementation-of-rf-chips-for-beidou-navigation-overcoming-bluetooth-interference-challenges\/","title":{"rendered":"Entwurf und Implementierung von RF-Chips f\u00fcr die Beidou-Navigation: \u00dcberwindung der Herausforderungen durch Bluetooth-Interferenzen"},"content":{"rendered":"

Abstrakt<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Mit der zunehmenden Verbreitung des Beidou-Satellitennavigationssystem<\/strong>, die RF-Chip<\/strong> spielt eine entscheidende Rolle bei der Gew\u00e4hrleistung hoher Leistung und Zuverl\u00e4ssigkeit. Dieser Artikel befasst sich mit dem Entwurf und der Implementierung eines Beidou RF-Chip<\/strong> der sich mit Bluetooth-Interferenzen befasst, die eine gro\u00dfe Herausforderung f\u00fcr integrierte und miniaturisierte Navigationsendger\u00e4te darstellen. Durch die Abschw\u00e4chung von Bluetooth-St\u00f6rungen verbessert dieser Chip die Qualit\u00e4t von RDSS-Kurznachrichten (Radio Determination Satellite Service), die f\u00fcr Bereiche wie geologische Katastrophen\u00fcberwachung, hydrologische Untersuchungen und Schiffsnavigation unerl\u00e4sslich sind.<\/p>\n\n\n\n

I. Hintergrund der St\u00f6rung und technische Herausforderungen<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Bluetooth-Ger\u00e4te, die im Bereich der 2,402-2,480 GHz<\/strong> Frequenzbandes, sind nur 8 MHz von der unteren Grenze des Beidou RDSS-Empfangsband<\/strong>. Da die Sendeleistung von Bluetooth in der Regel bei 0 dBm und die Leistung des RDSS-Signals bei -100 dBm liegt, kann der Unterschied zwischen diesen Signalen bis zu 60 dB betragen. Aufgrund der N\u00e4he dieser Frequenzen und der Bandbreitenbeschr\u00e4nkungen k\u00f6nnen herk\u00f6mmliche RF-Filter<\/strong> k\u00f6nnen solch starke St\u00f6rungen nicht wirksam beseitigen, was zu einer S\u00e4ttigung des Empf\u00e4nger-Frontends f\u00fchrt und die Empfindlichkeit des Systems und die Kommunikationsqualit\u00e4t beeintr\u00e4chtigt.<\/p>\n\n\n\n

Um diese St\u00f6rung zu beheben, wurde ein Beidou RF-Chip<\/strong> mit fortschrittlichen Filtertechniken und robustem Schaltungsdesign ist entscheidend f\u00fcr die Verbesserung der Zuverl\u00e4ssigkeit des Systems in schwierigen Umgebungen.<\/p>\n\n\n\n

II. Systemarchitektur Entwurf des RF-Chips<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Die Beidou RF-Chip<\/strong> verwendet eine Doppelwandler-Architektur, die eine Off-Chip-Anlage integriert Akustische Oberfl\u00e4chenwellen (SAW)<\/strong> Filter mit einem aktiven On-Chip-Filter, um einen hochlinearen und st\u00f6rungsresistenten Empf\u00e4ngerkanal zu schaffen. Die Architektur umfasst:<\/p>\n\n\n\n

1. Erste Stufe der Frequenzumwandlung<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

In der ersten Stufe wird das HF-Signal auf eine h\u00f6here Zwischenfrequenz (IF) herunterkonvertiert. Das Off-Chip SAW-Filter<\/strong> bietet eine Unterdr\u00fcckung von \u00fcber 40 dB au\u00dferhalb des Frequenzbandes, wodurch Bluetooth-Interferenzen effektiv aus dem Signal eliminiert werden.<\/p>\n\n\n\n

2. Frequenzumwandlung und Filterung in der zweiten Stufe<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Das Signal wird weiter auf eine niedrigere Frequenz herunterkonvertiert, wo ein On-Chip Aktiver RC-Filter<\/strong> f\u00fchrt eine sekund\u00e4re Filterung durch. Diese zweistufige Filterung gew\u00e4hrleistet ein optimales Gleichgewicht zwischen Leistung und Integration. Zus\u00e4tzlich wird eine 30 dB rauscharmer Verst\u00e4rker (LNA)<\/strong> ist enthalten, um eine Signals\u00e4ttigung zu verhindern und eine hervorragende Linearit\u00e4t zu gew\u00e4hrleisten.<\/p>\n\n\n\n

III. Entwurf von Schl\u00fcsselschaltungen und Simulation von RF-Chips<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

1. Frequenzumwandlungsschaltkreis der ersten Stufe<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Der passive Mischer in der ersten Schaltungsstufe bietet eine au\u00dfergew\u00f6hnliche Linearit\u00e4t. Die Simulationsergebnisse zeigen:<\/p>\n\n\n\n

1.<\/strong>Stabilit\u00e4t gewinnen<\/strong> innerhalb von 10-12 dB.<\/p>\n\n\n\n

2.<\/strong>Rauschzahl<\/strong> unter 15 dB.<\/p>\n\n\n\n

3.<\/strong>Hoher Eingang 1 dB Kompressionspunkt<\/strong> bei -5 dBm, was eine zuverl\u00e4ssige Leistung in st\u00f6rungsreichen Umgebungen gew\u00e4hrleistet.<\/p>\n\n\n\n

2. Filterung in der zweiten Stufe und Verst\u00e4rkungsregelung<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

Die 6-stufiger programmierbarer Verst\u00e4rker<\/strong> kombiniert mit einem RC-Tiefpassfilter<\/strong> erreicht einen Verst\u00e4rkungseinstellbereich von 55 dB und sorgt f\u00fcr eine hervorragende Unterdr\u00fcckung von Au\u00dferb\u00e4ndern. Die Verst\u00e4rkungsstufen sind mit 8 dB pro Stufe fein abgestimmt und erm\u00f6glichen eine pr\u00e4zise Kontrolle \u00fcber die Filterbandbreite.<\/p>\n\n\n\n

IV. Test\u00fcberpr\u00fcfung und Leistungsanalyse<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Die Beidou RF-Chip<\/strong> wurde unter Verwendung eines 0,13 \u03bcm RFCMOS<\/strong> Prozess und verpackt in einem QFN64<\/strong>. Die wichtigsten Testergebnisse umfassen:<\/p>\n\n\n\n

1.<\/strong>Rauschzahl<\/strong>: Die Gesamtrauschzahl des Empf\u00e4ngerkanals betr\u00e4gt weniger als 15 dB.<\/p>\n\n\n\n

2.<\/strong>Linearit\u00e4t<\/strong>: Der 1-dB-Kompressionspunkt am Eingang erreicht -35 dBm, was eine hohe Linearit\u00e4t in Gegenwart starker Interferenzen beweist.<\/p>\n\n\n\n

3.<\/strong>Anti-Interferenz-Leistung<\/strong>: Unter -45 dBm Bluetooth-St\u00f6rungen<\/strong>, h\u00e4lt der Empf\u00e4nger erfolgreich den RDSS-Signalempfang mit einem Tr\u00e4ger-Rausch-Verh\u00e4ltnis von 42-44 aufrecht. Selbst bei realen Tests zur Satellitenausrichtung konnte der Empf\u00e4nger trotz der N\u00e4he zu einem Bluetooth-Ger\u00e4t Kurznachrichten empfangen.<\/p>\n\n\n\n

V. Schlussfolgerung und Marktbedeutung von RF-Chips<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Die Beidou RF-Chip<\/strong> die in dieser Studie entwickelt wurde, entsch\u00e4rft Bluetooth-Interferenzen durch eine hybride Architektur mit doppelter Frequenzumwandlung und fortschrittlichen Filtertechniken. Die Innovationen umfassen:<\/p>\n\n\n\n

1.<\/strong>Passive Mischer mit hoher Linearit\u00e4t<\/strong> und programmierbare Verst\u00e4rkungsfilter<\/strong> die einen Empfang mit hohem Dynamikbereich in st\u00f6rungsintensiven Umgebungen erm\u00f6glichen.<\/p>\n\n\n\n

2. die Integration von Off-Chip SAW-Filter<\/strong> und On-Chip aktive Filter<\/strong> die Frequenzst\u00f6rungen durch Bluetooth-Ger\u00e4te erheblich reduzieren.<\/p>\n\n\n\n

Dieses Design l\u00f6st nicht nur Interferenzprobleme f\u00fcr Beidou-Terminals<\/strong> sondern legt auch den Grundstein f\u00fcr k\u00fcnftige RF-Chip<\/strong> Entwicklung in anderen Bereichen, wie z. B. Entsch\u00e4rfung von 4G\/5G-Interferenzen<\/strong> und eine breitere Verwendung in IoT<\/strong> Ger\u00e4te. Die Skalierbarkeit dieser Technologie birgt ein erhebliches Marktpotenzial f\u00fcr Branchen, die robuste Satellitennavigationssysteme ben\u00f6tigen, darunter Autonomes Fahren, Pr\u00e4zisionslandwirtschaft<\/strong>, und Notfallkommunikation<\/strong>.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Abstract With the growing adoption of the Beidou satellite navigation system, the RF chip plays a pivotal role in ensuring high performance and reliability. This article explores the design and implementation of a Beidou RF chip that addresses Bluetooth interference, a significant challenge faced by integrated and miniaturized navigation terminal devices. By mitigating Bluetooth interference, this chip […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":1283,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[30,31],"tags":[35],"class_list":["post-1282","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-industry-insights","category-blog","tag-jason-chen"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1282","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1282"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1282\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1284,"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1282\/revisions\/1284"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media\/1283"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1282"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1282"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.wallisemi.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1282"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}