با تحول سیستم ناوبری ماهواره‌ای جهانی از تسلط GPS به “عصر GNSS” با سازگاری چندسیستمی، چین به‌شدت به چیپ‌های ناوبری با کارایی بالا و خودران برای توسعه و صنعتی‌سازی سامانه بیدو نیازمند شده است. در این زمینه،, تراشه‌های RF نقش حیاتی‌ای به‌عنوان مؤلفهٔ اصلی فرانت‌اند گیرنده‌های ناوبری ایفا می‌کنند. عملکرد این تراشه‌ها به‌طور مستقیم حساسیت، قابلیت ضدجایم شدن و دقت موقعیت‌یابی کل سامانهٔ ناوبری را تعیین می‌کند.

در پژوهش خود، ژائو جیان‌شین و زو ژِن‌جی یک ناوبری چندحالته کاملاً خودران و بسیار یکپارچه را پیشنهاد کردند. تراشه RF معماری. این تراشه مبتنی بر فناوری RF-CMOS است و از معماری تک‌مرحله‌ای تبدیل فرکانس پایین بهره می‌برد. این تراشه تمامی ماژول‌های کلیدی از جمله تقویت‌کننده کم‌نویز (LNA)، میکسر، فیلتر پیچیده، تقویت‌کننده با بهره متغیر (VGA)، ژنراتور فرکانس و ADC چهار بیتی را یکپارچه می‌کند تا تبدیل کارآمد سیگنال‌های RF به سیگنال‌های فرکانس میانی دیجیتال را ممکن سازد.

طراحی مدار و بهینه‌سازی‌های کلیدی عملکرد

از نظر طراحی مدار، تراشه RF برای پارامترهای حیاتی مانند کنترل نویز، خطی بودن و سرکوب تصویر به طور سیستماتیک بهینه‌سازی شده است. از طریق ترکیب یک LNA با ساختار القاگر تضعیف منبع و یک RF-VGA کاملاً تفاضلی، ضریب نویز به کمتر از ۲ دسی‌بل کنترل می‌شود. یک فیلتر پیچیده چبیشف درجه پنجم بیش از ۳۰ دسی‌بل سرکوب خارج از باند را فراهم می‌کند و نسبت رد تصویر از طریق یک ماژول پیش‌کالیبراسیون به ۴۷ دسی‌بل بهبود یافته که به‌طور قابل‌توجهی خلوص سیگنال را افزایش می‌دهد.

علاوه بر این، تراشه دامنه دینامیکی و خطیّت فوق‌العاده‌ای را از خود نشان می‌دهد. طراحی VGA پنج‌مرحله‌ای محدوده کنترل بهره ۵۰ دسی‌بل را فراهم می‌کند و نقطه تلاقی سوم‌رتبه خروجی (OIP3) بیش از ۲۰ دسی‌بل‌م را تضمین می‌کند، که دریافت پایدار سیگنال‌های ناوبری ضعیف را حتی در محیط‌های الکترومغناطیسی پیچیده ممکن می‌سازد.

طراحی فیزیکی و تکنیک‌های سرکوب نویز

از نظر طراحی فیزیکی، تراشه RF شامل تدابیر سخت‌گیرانه جداسازی و ضد نویز، از جمله حلقه‌های حفاظتی، تماس‌های مستقل با زیرلایه و فناوری‌های فیلترینگ توان است. این تدابیر به‌طور مؤثر نویز سوئیچینگ دیجیتال را که می‌تواند با مدارهای RF تداخل ایجاد کند، سرکوب می‌کنند و پایداری عملکرد تراشه را حتی در شرایط یکپارچگی بالا تضمین می‌کنند.

نتایج آزمون و پیامدهای صنعتی

نتایج آزمایش‌ها نشان می‌دهد که این تراشه RF در معیارهای کلیدی مانند OIP3، IMRR و ضریب نویز، از طرح‌های طراحی سنتی عملکرد بهتری دارد. این دستگاه نه‌تنها با چهار سامانه ناوبری اصلی—BeiDou، GPS، GLONASS و Galileo—کاملاً سازگار است، بلکه توانایی فناوری لازم برای جایگزینی محصولات مشابه خارجی را نیز دارد. این امر پشتیبانی فنی ضروری را برای توسعه و استقلال داخلی گیرنده‌های ناوبری چین فراهم می‌کند.