Ikhtisar

Teknologi navigasi satelit telah menjadi teknologi pemosisian yang diadopsi secara luas dalam aktivitas manusia dan berkembang pesat menjadi industri yang sedang berkembang-industri navigasi dan pemosisian satelit. Amerika Serikat dan Rusia telah berhasil membangun sistem navigasi satelit global, masing-masing GPS dan GLONASS, dan Uni Eropa saat ini sedang membangun sistem GALILEO. Pada tahun 2000, Cina meluncurkan dua satelit untuk Sistem Satelit Navigasi Beidou (BDS), yang menandai terobosan dalam teknologi navigasi satelit Cina. Hal ini menjadikan Cina sebagai negara ketiga di dunia yang memiliki sistem navigasi satelit independen.

Tidak seperti GPS, Sistem Navigasi Satelit Beidou menggunakan sistem navigasi jarak jauh dua arah yang aktif. Sistem Beidou terdiri dari dua satelit geostasioner, sistem kontrol pusat, sistem kalibrasi, dan berbagai perangkat pengguna. Sistem kontrol pusat mengirimkan sinyal pertanyaan ke dua satelit, yang kemudian dipancarkan kembali ke pengguna di area layanan. Pengguna merespons sinyal pertanyaan dari salah satu satelit dan mengirimkan respons ke kedua satelit, yang kemudian diteruskan kembali ke sistem kontrol pusat. Sistem kontrol menerima dan menerjemahkan sinyal pengguna, dan memprosesnya sesuai dengan layanan yang diminta.

Meskipun sistem satelit generasi Beidou menawarkan kemampuan komunikasi, metode penentuan posisi aktifnya membatasi faktor-faktor seperti kapasitas pengguna, akurasi penentuan posisi, siluman, dan frekuensi penentuan posisi. Dengan perbaikan dalam algoritma pemrosesan baseband pemosisian satelit generasi Beidou, pemosisian pasif dengan tiga satelit kini telah tercapai. Pada tahun 2005, China berhasil mengembangkan penerima posisi pasif satelit Beidou I yang pertama, yang memecahkan masalah penentuan posisi cepat waktu nyata secara mandiri. Sistem ini menyediakan layanan navigasi dan penentuan posisi dalam segala cuaca, presisi tinggi, dan waktu nyata untuk China dan wilayah sekitarnya. Kematangan pemosisian pasif generasi Beidou yang sedang berlangsung sangat memperluas potensi aplikasi produk terminal generasi Beidou.

Aplikasi utama produk terminal generasi Beidou adalah sinkronisasi waktu penerima tunggal, yang sangat penting bagi banyak industri, seperti stasiun pangkalan komunikasi dan sektor listrik. Saat ini, industri-industri ini mengandalkan GPS untuk sinkronisasi waktu, tetapi semakin jelas bahwa mengadopsi sinkronisasi waktu Beidou akan menjadi tren, dengan permintaan yang sangat besar.

Chip RF RNC2410: Inovasi Utama untuk Generasi Beidou

Untuk memenuhi permintaan di pasar penerima tunggal generasi Beidou, sebuah perusahaan Cina mengembangkan Chip penerima tunggal RF generasi Beidou RNC2410. RNC2410 menawarkan kinerja yang unggul, konsumsi daya yang rendah, stabilitas yang tinggi, dan ukuran yang ringkas. Hanya memerlukan beberapa komponen eksternal untuk mencapai fungsi penerimaan RF generasi Beidou, yang secara signifikan mengurangi volume produk dan biaya sistem.

Fitur-fitur Utama dari RNC2410

RNC2410 adalah chip penerima frekuensi radio (RF) yang dirancang untuk sistem navigasi satelit Generasi Beidou. Chip ini mengintegrasikan semua modul saluran penerima dan penyintesis frekuensi. Saluran penerima menyediakan output sinyal analog dan output sinyal yang dikuantisasi ADC, bersama dengan output clock sampling. Dengan beberapa komponen eksternal, chip dapat mencapai fungsi penerimaan yang diperlukan untuk perangkat pengguna Beidou. Chip ini menggunakan protokol antarmuka SPI standar untuk komunikasi.

Chip ini mengadopsi struktur konversi frekuensi dua tahap. Penerima pertama-tama mengkonversi sinyal RF ke frekuensi menengah (IF) pertama melalui sirkuit ujung depan RF, dan kemudian mengkonversi IF pertama ke output IF akhir melalui mixer kedua. Dengan perencanaan frekuensi yang tepat, hal ini sangat meningkatkan penekanan gambar dan selektivitas saluran penerima. Untuk meningkatkan integrasi chip dan mengurangi jumlah komponen eksternal, chip ini mengintegrasikan synthesizer frekuensi dan osilator yang dikontrol tegangan (VCO) yang sesuai, serta phase-locked loop (PLL) yang digunakan untuk menghasilkan clock sampling ADC. PLL ini juga menyediakan jam referensi untuk bagian baseband.

Penguat penguatan variabel dengan kontrol langkah 1dB digunakan pada tahap IF, yang memastikan bahwa level sinyal output tetap pada tegangan diferensial puncak-ke-puncak 1V melalui loop kontrol penguatan otomatis (AGC). RNC2410 dapat memberikan sinyal IF analog dan sinyal terkuantisasi 2-bit.

Aplikasi RNC2410

Berkat integrasinya yang tinggi, chip RNC2410 menyederhanakan desain sistem dengan hanya memerlukan sirkuit periferal minimal untuk fungsi penerimaan. Gambar 1 menunjukkan skema sistem terminal penerima generasi Beidou menggunakan RNC2410.

Dalam skema, BDI LNA (Low Noise Amplifier) untuk Beidou I memberikan penguatan yang lebih besar dari 42dB dengan noise figure di bawah 1.3dB. ADC dapat bersumber dari ADI AD9283 atau produk serupa. BDI Baseband dapat diimplementasikan menggunakan chip khusus atau FPGA.

Karena input RF dari RNC2410 adalah diferensial, dan impedansi output LNA adalah ujung tunggal (50 ohm), maka diperlukan rangkaian pencocokan input. Balun 50 ohm ujung tunggal hingga diferensial 100 ohm digunakan bersama dengan jaringan-T diferensial untuk pencocokan yang tepat antara balun dan chip.

Untuk meningkatkan penekanan gambar dan selektivitas saluran, filter SAW selektivitas tinggi digunakan pada IF pertama, dan dicocokkan dengan tepat. RNC2410 menyediakan dua antarmuka ke bagian baseband: satu menawarkan output IF analog, yang disampel oleh ADC eksternal untuk menghasilkan sinyal terkuantisasi untuk baseband, sementara yang lain menyediakan output IF terkuantisasi dengan resolusi 2-bit, yang langsung dikirim ke baseband.

Hasil pengujian terminal Beidou I menggunakan RNC2410 menunjukkan sensitivitas penerimaan yang lebih tinggi dari -157,6dBm.

Kesimpulan

RNC2410 adalah chip RF yang dikembangkan secara independen untuk sistem navigasi satelit Beidou. Chip ini menawarkan pengurangan ukuran dan biaya yang signifikan dibandingkan dengan produk tradisional. Performa modul ini sepenuhnya memenuhi persyaratan sistem secara keseluruhan dan saat ini sedang menjalani uji coba penggunaan. Produksi skala besar diharapkan segera dilakukan, yang akan mendorong perkembangan pesat industri navigasi satelit Beidou di Tiongkok.