要旨

の完全実施に伴い 北斗3号 全地球衛星航法システム RFチップ は、システムの位置決め精度と信頼性を確保するために極めて重要になっている。この論文では、測位システムの役割と最適化された設計について掘り下げる。 Σ-Δモジュレーター での BeiDou-3RFチップ, フェーズ・ロック・ループ（PLL）周波数シンセサイザーの分数スプリアスを緩和し、システム全体の性能を向上させることに重点を置いている。.

I.RFチップにおけるフラクショナル分周器の技術的課題と解決策

の中で BeiDou-3RFチップ, 位相同期ループ周波数シンセサイザーは、ローカル・オシレーター信号の生成を担当する。発振器のキャリア周波数は 北斗 システムは基準周波数の非整数倍である、, 分数分割器 が不可欠である。しかし、従来の分数分周器では分数スパーが発生し、出力スペクトラムの純度が低下する。.

この問題に対処するためだ、, ΣΔ変調 技術が採用されている。この技術は、分数スパーを量子化ノイズに変換し、ノイズ・シェーピング技術を適用して、これらのスパーをより高い周波数に移動させる。その後、PLLのローパス特性でフィルタリングし、システム性能を大幅に向上させる。.

II.RFチップ用MASH 1-1-1 ΣΔ変調器の最適設計

この研究では、以下のような点に焦点を当てている。 MASH 1-1-1 Σ-Δモジュレーター, これは、高次変調器の複雑さとリソース消費を回避しながら、効果的なノイズシェーピングを保証する。しかし、特定の分数入力値では、変調器は構造的な寄生を示し、出力スペクトルにスプリアス・スペクトル線として現れます。.

詳細な解析により、これらの寄生の発生は入力値のパリティと関連していることが判明した。入力が偶数の場合、変調器出力シーケンスに周期性が生じ、特に入力値が0.25の場合、高周波領域にスペクトルのピークが生じる。.

III.RFチップ最適化のための革新的ディザ回路設計

構造寄生を軽減するため、特別に設計された ディザ回路 が導入された。擬似ランダム・シーケンスを変調器に注入することで、出力シーケンスの周期性が乱される。従来のディザ注入法では帯域内ノイズがさらに発生するが、本研究ではノイズを低減するための改良されたマッピング方式を導入した：

新しいマッピング・スキーム:従来の2値マッピング（-1、1）が4値マッピング（-2、-1、0、1）に拡張され、より精密なディザコントロールが可能に。.

シェーピング処理の最適化:一次ノイズシェーピング関数をディザ信号に適用し、帯域内ノイズを効果的に低減するとともに、リソースの使用量を最適化する。.

シミュレーションの結果、この改善されたディザ法は、0.1251、0.6265、0.5014、0.2511のような分数入力値であっても、低帯域内ノイズを維持しながら構造寄生を大幅に低減することが示された。.

IV.回路の実装と性能検証

この研究では、完全な設計を行った。 MASH 1-1-1モジュレーター ロジック回路。この回路には、3段カスケード接続のアキュムレーターと専用のノイズ・シェーピング回路が含まれ、この回路は以下のように最適化されている。 BeiDou-3RFチップ‘の特定の周波数帯域（B11、B2a、B2b、B3）。Modelsimソフトウェアを使用した動作シミュレーションでは、すべてのテストケースで優れた性能が実証され、次のことが確認された：

フラクショナル・スパーの効果的な抑制

出力スペクトラムの滑らかさが向上

システム位相ノイズ性能の向上

V.RFチップの技術的価値と応用展望

最適化された Σ-Δモジュレーター の分数周波数分割に関連する技術的な課題に対処するものである。 BeiDou-3RFチップ. .主なイノベーションは以下の通り：

変調器寄生を抑制するための構造最適化

改良されたディザ制御のための新しいマッピング法

パフォーマンスとリソース消費のバランス

これは RFチップ をサポートするだけでなく 北斗3号 が、他のグローバル・ナビゲーション衛星システムにも大きな期待を寄せている。ナビゲーション・アプリケーションが拡大するにつれて、これらの進歩は、自律走行、精密農業、緊急通信などの重要な分野をサポートすることになる。.

VI.結論

について RFチップ デザイン 北斗3号 最適化された Σ-Δモジュレーター は、チップの性能を向上させ、小数スパーに対するソリューションを提供し、システム全体の信頼性を向上させる。の継続的な進歩に伴い RFチップ 衛星ナビゲーションのために、これらの技術は、より正確で、効率的で、スケーラブルなグローバル・ナビゲーション・システムへの道を開いている。.