Abstrak

Dengan semakin meningkatnya adopsi sistem Sistem navigasi satelit Beidou, yang Chip RF memainkan peran penting dalam memastikan kinerja dan keandalan yang tinggi. Artikel ini membahas desain dan implementasi Chip RF Beidou yang mengatasi interferensi Bluetooth, sebuah tantangan signifikan yang dihadapi oleh perangkat terminal navigasi yang terintegrasi dan miniatur. Dengan mengurangi interferensi Bluetooth, chip ini meningkatkan kualitas pesan singkat Radio Determination Satellite Service (RDSS), yang sangat penting untuk bidang-bidang seperti pemantauan bencana geologi, survei hidrologi, dan navigasi kapal.

I. Latar Belakang Interferensi dan Tantangan Teknis

Perangkat Bluetooth, beroperasi di dalam mode 2,402-2,480 GHz pita frekuensi, diposisikan hanya 8 MHz dari batas bawah Pita penerima Beidou RDSS. Dengan daya pancar Bluetooth yang biasanya berada pada 0 dBm dan daya sinyal RDSS pada -100 dBm, perbedaan antara kedua sinyal ini dapat mencapai 60 dB. Karena kedekatan frekuensi dan keterbatasan bandwidth ini, maka Filter RF tidak dapat secara efektif menghilangkan interferensi yang begitu kuat, yang menyebabkan kejenuhan ujung depan penerima dan mengorbankan sensitivitas sistem serta kualitas komunikasi.

Untuk mengatasi gangguan ini, a Chip RF Beidou dengan teknik penyaringan canggih dan desain sirkuit yang kuat sangat penting untuk meningkatkan keandalan sistem dalam lingkungan yang menantang.

II. Desain Arsitektur Sistem dari Chip RF

The Chip RF Beidou mengadopsi arsitektur konversi ganda, mengintegrasikan off-chip Gelombang Akustik Permukaan (SAW) dengan filter aktif on-chip untuk menciptakan saluran penerima yang sangat linier dan tahan gangguan. Arsitekturnya meliputi:

1. Konversi Frekuensi Tahap Pertama

Pada tahap pertama, sinyal RF diturunkan ke frekuensi menengah (IF) yang lebih tinggi. Off-chip Filter SAW memberikan lebih dari 40 dB penolakan di luar pita, yang secara efektif menghilangkan gangguan Bluetooth dari sinyal.

2. Konversi dan Penyaringan Frekuensi Tahap Kedua

Sinyal selanjutnya dikonversi ke frekuensi yang lebih rendah, di mana sebuah chip Filter aktif RC melakukan penyaringan sekunder. Pemfilteran dua tahap ini memastikan keseimbangan optimal antara performa dan integrasi. Selain itu, a Penguat derau rendah (LNA) 30 dB disertakan untuk mencegah kejenuhan sinyal dan mempertahankan linearitas yang sangat baik.

III. Desain Sirkuit Utama dan Simulasi Chip RF

1. Rangkaian Konversi Frekuensi Tahap Pertama

Mixer pasif pada rangkaian tahap pertama menawarkan linearitas yang luar biasa. Hasil simulasi menunjukkan:

1.Mendapatkan stabilitas dalam jarak 10-12 dB.

2.Angka kebisingan di bawah 15 dB.

3.Titik kompresi 1 dB masukan tinggi pada -5 dBm, memastikan kinerja yang andal di lingkungan yang sarat gangguan.

2. Pemfilteran Tahap Kedua dan Kontrol Penguatan

The Penguat penguatan 6 tahap yang dapat diprogram dikombinasikan dengan Filter low-pass RC mencapai rentang penyesuaian penguatan 55 dB, mempertahankan penolakan di luar band yang sangat baik. Langkah-langkah penguatan disetel dengan halus pada 8 dB per tahap, memungkinkan kontrol yang tepat atas bandwidth filter.

IV. Verifikasi Pengujian dan Analisis Kinerja

The Chip RF Beidou dibuat dengan menggunakan 0,13 μm RFCMOS proses dan dikemas dalam sebuah QFN64. Hasil pengujian utama meliputi:

1.Gambar Kebisingan: Angka derau keseluruhan saluran penerima kurang dari 15 dB.

2.Linearitas: Titik kompresi input 1 dB mencapai -35 dBm, menunjukkan linearitas yang tinggi di hadapan gangguan yang kuat.

3.Kinerja Anti-Interferensi: Di bawah Gangguan Bluetooth -45 dBm, receiver ini berhasil mempertahankan penerimaan sinyal RDSS dengan rasio carrier-to-noise 42-44. Bahkan dalam pengujian pengarahan satelit yang sesungguhnya, receiver dapat menyelesaikan komunikasi pesan singkat meskipun berada di dekat perangkat Bluetooth.

V. Kesimpulan dan Signifikansi Pasar Chip RF

The Chip RF Beidou yang dirancang dalam penelitian ini secara efektif mengurangi gangguan Bluetooth melalui arsitektur hibrida konversi frekuensi ganda dan teknik penyaringan canggih. Inovasi tersebut meliputi:

1.Mixer pasif dengan linearitas tinggi dan filter penguatan yang dapat diprogram yang memungkinkan penerimaan rentang dinamis tinggi di lingkungan yang penuh gangguan.

2. Integrasi off-chip Filter SAW dan on-chip filter aktif yang secara signifikan mengurangi gangguan frekuensi dari perangkat Bluetooth.

Desain ini tidak hanya memecahkan masalah interferensi untuk Terminal Beidou tetapi juga meletakkan dasar untuk masa depan Chip RF pengembangan dalam aplikasi lain, seperti Mitigasi interferensi 4G/5G dan penggunaan yang lebih luas di IoT perangkat. Skalabilitas teknologi ini memiliki potensi pasar yang signifikan untuk industri yang membutuhkan sistem navigasi satelit yang tangguh, termasuk Pengemudian otonom, pertanian presisi, dan komunikasi darurat.