Vue d'ensemble

La technologie de navigation par satellite est devenue une technologie de positionnement largement adoptée dans les activités humaines et s'est rapidement transformée en une industrie émergente, l'industrie de la navigation et du positionnement par satellite. Les États-Unis et la Russie ont construit avec succès des systèmes mondiaux de navigation par satellite, respectivement le GPS et le GLONASS, et l'Union européenne construit actuellement le système GALILEO. En 2000, la Chine a lancé deux satellites pour son système de navigation par satellite Beidou (BDS), marquant ainsi une percée dans la technologie chinoise de navigation par satellite. La Chine est ainsi devenue le troisième pays au monde à disposer d'un système de navigation par satellite indépendant.

Contrairement au GPS, le système de navigation par satellite Beidou utilise un système de navigation active à double sens. Le système Beidou se compose de deux satellites géostationnaires, d'un système de contrôle central, d'un système d'étalonnage et de divers appareils destinés aux utilisateurs. Le système de contrôle central envoie des signaux d'interrogation aux deux satellites, qui sont ensuite retransmis aux utilisateurs dans la zone de service. Les utilisateurs répondent au signal d'interrogation d'un satellite et envoient une réponse aux deux satellites, qui est ensuite retransmise au système de contrôle central. Le système de contrôle reçoit et décode les signaux de l'utilisateur et les traite en fonction du service demandé.

Bien que le système satellitaire de la génération Beidou offre des capacités de communication, sa méthode de positionnement actif limite des facteurs tels que la capacité d'utilisation, la précision du positionnement, la furtivité et la fréquence du positionnement. Grâce aux améliorations apportées à l'algorithme de traitement de la bande de base du système de positionnement par satellite de la génération Beidou, le positionnement passif avec trois satellites est désormais possible. En 2005, la Chine a développé avec succès le premier récepteur de positionnement passif par satellite Beidou I, qui a résolu de manière indépendante le problème du positionnement rapide en temps réel. Il fournit des services de navigation et de positionnement en temps réel, par tous les temps et avec une grande précision, pour la Chine et les régions avoisinantes. La maturité continue du positionnement passif de la génération Beidou élargit considérablement les applications potentielles des produits terminaux de la génération Beidou.

L'une des principales applications des produits terminaux de la génération Beidou est la synchronisation temporelle à récepteur unique, qui est essentielle pour de nombreuses industries, telles que les stations de base de communication et les secteurs de l'énergie. Actuellement, ces industries s'appuient sur le GPS pour la synchronisation temporelle, mais il devient de plus en plus évident que l'adoption de la synchronisation temporelle Beidou sera la tendance, avec une demande très importante.

La puce RF RNC2410 : Une innovation clé pour la génération Beidou

Pour répondre à la demande du marché des récepteurs uniques de la génération Beidou, une entreprise chinoise a mis au point le récepteur unique Beidou. Puce réceptrice unique RF de génération Beidou RNC2410. Le RNC2410 offre des performances supérieures, une faible consommation d'énergie, une grande stabilité et une taille compacte. Il ne nécessite que quelques composants externes pour réaliser la fonction de réception RF de la génération Beidou, ce qui réduit considérablement le volume du produit et le coût du système.

Caractéristiques principales du RNC2410

Le RNC2410 est une puce réceptrice de radiofréquences (RF) conçue pour le système de navigation par satellite de la génération Beidou. La puce intègre tous les modules de canaux de réception et les synthétiseurs de fréquence. Le canal de réception fournit à la fois une sortie de signal analogique et une sortie de signal quantifié ADC, ainsi qu'une sortie d'horloge d'échantillonnage. Avec quelques composants externes, la puce peut réaliser la fonction de réception requise pour les appareils utilisateurs de Beidou. Elle utilise le protocole d'interface SPI standard pour la communication.

La puce adopte une structure de conversion de fréquence en deux étapes. Le récepteur abaisse d'abord le signal RF à la première fréquence intermédiaire (FI) par l'intermédiaire du circuit frontal RF, puis abaisse encore la première FI à la sortie FI finale par l'intermédiaire d'un second mélangeur. Grâce à une planification adéquate des fréquences, la suppression d'image et la sélectivité des canaux du récepteur s'en trouvent grandement améliorées. Pour améliorer l'intégration de la puce et réduire le nombre de composants externes, la puce intègre un synthétiseur de fréquence et les oscillateurs commandés en tension (VCO) correspondants, ainsi qu'une boucle à verrouillage de phase (PLL) utilisée pour générer l'horloge d'échantillonnage de l'ADC. Cette PLL fournit également l'horloge de référence pour la section bande de base.

Un amplificateur à gain variable avec un contrôle de pas de 1dB est utilisé dans l'étage FI, ce qui garantit que le niveau du signal de sortie reste à une tension différentielle crête à crête de 1V grâce à une boucle de contrôle automatique de gain (AGC). Le RNC2410 peut fournir des signaux FI analogiques et des signaux quantifiés sur 2 bits.

Applications du RNC2410

Grâce à sa haute intégration, la puce RNC2410 simplifie la conception du système en ne nécessitant qu'un circuit périphérique minimal pour la fonction de réception. La figure 1 montre le schéma d'un terminal de réception de la génération Beidou utilisant le RNC2410.

Dans le schéma, le LNA (Low Noise Amplifier) de BDI pour Beidou I fournit un gain supérieur à 42dB avec une figure de bruit inférieure à 1,3dB. L'ADC peut provenir de l'AD9283 d'ADI ou de produits similaires. La bande de base BDI peut être implémentée à l'aide d'une puce dédiée ou d'un FPGA.

Étant donné que l'entrée RF du RNC2410 est différentielle et que l'impédance de sortie du LNA est asymétrique (50 ohms), des circuits d'adaptation d'entrée sont nécessaires. Un balun 50 ohms simple vers 100 ohms différentiel est utilisé avec un réseau en T différentiel pour une adaptation correcte entre le balun et la puce.

Pour améliorer la suppression d'image et la sélectivité des canaux, un filtre SAW à haute sélectivité est utilisé à la première fréquence intermédiaire et adapté en conséquence. Le RNC2410 fournit deux interfaces à la section bande de base : l'une offre une sortie FI analogique, qui est échantillonnée par un CAN externe pour produire un signal quantifié pour la bande de base, tandis que l'autre fournit une sortie FI quantifiée avec une résolution de 2 bits, directement envoyée à la bande de base.

Les résultats des tests d'un terminal Beidou I utilisant le RNC2410 montrent une sensibilité de réception supérieure à -157,6dBm.

Conclusion

Le RNC2410 est une puce RF développée de manière indépendante pour le système de navigation par satellite Beidou. Il offre des réductions significatives en termes de taille et de coût par rapport aux produits traditionnels. Les performances du module répondent pleinement aux exigences du système global et il est actuellement utilisé à titre expérimental. Une production à grande échelle est attendue prochainement, ce qui favorisera le développement rapide de l'industrie chinoise de la navigation par satellite Beidou.