A medida que el sistema mundial de navegación por satélite pasa de estar dominado por el GPS a una “era GNSS” con compatibilidad multisistema, China ha demandado con urgencia chips de navegación de alto rendimiento y gran autonomía para el desarrollo y la industrialización del sistema BeiDou. En este contexto, chips de RF desempeñan un papel fundamental como componentes frontales de los receptores de navegación. El rendimiento de estos chips determina directamente la sensibilidad, la capacidad antiinterferencia y la precisión de posicionamiento de todo el sistema de navegación.

En su investigación, Zhao Jianxin y Zou Zhenjie propusieron una navegación multimodo totalmente autónoma y altamente integrada. chip RF arquitectura. Este chip se basa en la tecnología RF-CMOS y adopta una arquitectura de frecuencia intermedia de conversión descendente única. Integra todos los módulos clave, incluidos el amplificador de bajo ruido (LNA), el mezclador, el filtro complejo, el amplificador de ganancia variable (VGA), el sintetizador de frecuencia y un ADC de 4 bits, para lograr una conversión eficaz de señales de RF a señales digitales de frecuencia intermedia.

Diseño de circuitos y optimizaciones clave del rendimiento

En términos de diseño de circuitos, el chip RF se ha optimizado sistemáticamente para parámetros críticos como el control del ruido, la linealidad y la supresión de imágenes. Mediante la combinación de un LNA con una estructura de inductor de degeneración de fuente y un RF-VGA totalmente diferencial, el factor de ruido se controla por debajo de 2 dB. Un filtro complejo Chebyshev de quinto orden consigue más de 30 dB de supresión fuera de banda, y la relación de rechazo de imagen se mejora hasta 47 dB mediante un módulo de precalibración, lo que mejora significativamente la pureza de la señal.

Además, el chip presenta un rango dinámico y una linealidad extraordinarios. Un diseño VGA de cinco etapas logra un rango de control de ganancia de 50 dB, con un punto de intercepción de tercer orden (OIP3) de salida de más de 20 dBm, lo que garantiza una recepción estable de señales de navegación débiles incluso en entornos electromagnéticos complejos.

Diseño físico y técnicas de supresión del ruido

En términos de diseño físico, el chip RF incorpora estrictas medidas de aislamiento y antirruido, como anillos protectores, contactos de sustrato independientes y tecnologías de filtrado de potencia. Estas medidas suprimen eficazmente el ruido de conmutación digital que podría interferir con los circuitos de RF, garantizando la estabilidad de funcionamiento del chip incluso con alta integración.

Resultados de las pruebas e implicaciones para la industria

Los resultados de las pruebas muestran que este chip RF supera a los esquemas de diseño tradicionales en métricas clave como OIP3, IMRR y figura de ruido. No sólo es totalmente compatible con los cuatro principales sistemas de navegación -BeiDou, GPS, GLONASS y Galileo-, sino que también tiene la capacidad tecnológica para sustituir a productos extranjeros similares. Esto supone un apoyo técnico esencial para el desarrollo nacional y la independencia de los receptores de navegación chinos.