Résumé

Avec l'adoption croissante de la Système de navigation par satellite Beidou, le Puce RF joue un rôle essentiel dans l'obtention de performances et d'une fiabilité élevées. Cet article explore la conception et la mise en œuvre d'un système de contrôle de la qualité. Puce RF Beidou qui s'attaque aux interférences Bluetooth, un défi important auquel sont confrontés les terminaux de navigation intégrés et miniaturisés. En atténuant les interférences Bluetooth, cette puce améliore la qualité des messages courts du service de radiorepérage par satellite (RDSS), essentiels dans des domaines tels que la surveillance des catastrophes géologiques, les études hydrologiques et la navigation maritime.

I. Contexte du brouillage et défis techniques

Appareils Bluetooth, fonctionnant dans le 2,402-2,480 GHz sont situés à seulement 8 MHz de la limite inférieure de la bande de fréquences des Bande de réception Beidou RDSS. La puissance d'émission de Bluetooth étant généralement de 0 dBm et la puissance du signal RDSS de -100 dBm, la disparité entre ces signaux peut atteindre 60 dB. En raison de la proximité de ces fréquences et des limitations de la bande passante, les systèmes traditionnels de transmission de données par satellite ne peuvent pas être utilisés. Filtres RF ne peuvent pas éliminer efficacement des interférences aussi fortes, ce qui conduit à la saturation de la partie frontale du récepteur et compromet la sensibilité du système et la qualité de la communication.

Pour remédier à ces interférences, un Puce RF Beidou Le recours à des techniques de filtrage avancées et à la conception de circuits robustes est essentiel pour améliorer la fiabilité du système dans des environnements difficiles.

II. Conception de l'architecture du système de la puce RF

Le Puce RF Beidou adopte une architecture à double conversion, intégrant un système d'alimentation en énergie hors puce. Ondes acoustiques de surface (SAW) avec un filtre actif sur la puce pour créer un canal de réception hautement linéaire et résistant aux interférences. L'architecture comprend :

1. Conversion de fréquence au premier niveau

Dans le premier étage, le signal RF est converti vers le bas à une fréquence intermédiaire (FI) plus élevée. Le système hors puce Filtre SAW fournit plus de 40 dB de réjection hors bande, éliminant efficacement les interférences Bluetooth du signal.

2. Conversion de fréquence et filtrage de deuxième niveau

Le signal est ensuite converti à une fréquence plus basse, où un système de contrôle de la qualité intégré à la puce est utilisé. Filtre actif RC effectue un filtrage secondaire. Ce filtrage à deux niveaux assure un équilibre optimal entre performance et intégration. En outre, un Amplificateur à faible bruit (LNA) de 30 dB est inclus pour éviter la saturation du signal et maintenir une excellente linéarité.

III. Conception de circuits clés et simulation de puces RF

1. Circuit de conversion de fréquence du premier étage

Le mélangeur passif dans le circuit du premier étage offre une linéarité exceptionnelle. Les résultats de la simulation montrent :

1.Stabilité du gain dans une fourchette de 10 à 12 dB.

2.Facteur de bruit en dessous de 15 dB.

3.Entrée élevée Point de compression à 1 dB à -5 dBm, ce qui garantit des performances fiables dans les environnements riches en interférences.

2. Filtrage de deuxième étape et contrôle du gain

Le Amplificateur de gain programmable à 6 étages combinée à une Filtre passe-bas RC permet d'obtenir une plage de réglage du gain de 55 dB, tout en maintenant une excellente réjection hors bande. Les pas de gain sont finement réglés à 8 dB par étage, ce qui permet un contrôle précis de la largeur de bande du filtre.

IV. Vérification des essais et analyse des performances

Le Puce RF Beidou a été fabriqué à l'aide d'un 0,13 μm RFCMOS et conditionné dans un emballage QFN64. Les principaux résultats des tests sont les suivants :

1.Figure de bruit: Le facteur de bruit global du canal récepteur est inférieur à 15 dB.

2.Linéarité: Le point de compression de 1 dB à l'entrée atteint -35 dBm, ce qui démontre une grande linéarité en présence de fortes interférences.

3.Performance anti-interférence: Sous -45 dBm Interférence Bluetooth, le récepteur maintient avec succès la réception du signal RDSS avec un rapport porteuse/bruit de 42-44. Même lors d'essais réels d'alignement de satellites, le récepteur a réussi à transmettre des messages courts malgré la proximité d'un appareil Bluetooth.

V. Conclusion et importance du marché des puces RF

Le Puce RF Beidou conçu dans cette étude atténue efficacement les interférences Bluetooth grâce à une architecture hybride de double conversion de fréquence et de techniques de filtrage avancées. Les innovations sont les suivantes :

1.Mélangeurs passifs à haute linéarité et filtres à gain programmable qui permettent une réception à gamme dynamique élevée dans des environnements à fortes interférences.

2. l'intégration de la technologie "off-chip" (hors puce) Filtres SAW et sur puce filtres actifs qui réduisent considérablement les interférences de fréquence des appareils Bluetooth.

Cette conception permet non seulement de résoudre les problèmes d'interférence pour les Terminaux Beidou mais aussi de jeter les bases de futures Puce RF développement dans d'autres applications, telles que Atténuation des interférences 4G/5G et une utilisation plus large dans les IdO de la technologie. L'évolutivité de cette technologie offre un potentiel commercial important pour les industries qui ont besoin de systèmes de navigation par satellite robustes, notamment conduite autonome, agriculture de précision, et communications d'urgence.