Nu het wereldwijde satellietnavigatiesysteem evolueert van een systeem dat gedomineerd wordt door GPS naar een “GNSS-tijdperk” met multisysteemcompatibiliteit, heeft China dringend behoefte aan krachtige en zeer autonome navigatiechips voor de ontwikkeling en industrialisatie van het BeiDou-systeem. In deze context, RF-chips spelen een cruciale rol als de belangrijkste front-end component van navigatieontvangers. De prestaties van deze chips bepalen rechtstreeks de gevoeligheid, het anti-jamming vermogen en de positioneringsnauwkeurigheid van het hele navigatiesysteem.

In hun onderzoek stelden Zhao Jianxin en Zou Zhenjie een volledig autonome, sterk geïntegreerde multimodale navigatie voor. RF-chip architectuur. Deze chip is gebaseerd op RF-CMOS technologie en gebruikt een enkele down-conversie intermediaire frequentiearchitectuur. Hij integreert alle belangrijke modules, waaronder een lage-ruisversterker (LNA), mixer, complex filter, variabele versterker (VGA), frequentiesynthesizer en een 4-bits ADC, voor een efficiënte conversie van RF-signalen naar digitale middenfrequentiesignalen.

Circuitontwerp en belangrijkste prestatieoptimalisaties

In termen van circuitontwerp is de RF-chip is systematisch geoptimaliseerd voor kritieke parameters zoals ruisonderdrukking, lineariteit en beeldonderdrukking. Door de combinatie van een LNA met een inductorstructuur met brondegeneratie en een volledig differentiële RF-VGA wordt het ruisgetal onder de 2 dB gehouden. Een Chebyshev complex filter van de vijfde orde bereikt meer dan 30 dB out-of-band onderdrukking en de beeldonderdrukkingsverhouding is verbeterd tot 47 dB via een pre-kalibratiemodule, waardoor de signaalzuiverheid aanzienlijk is verbeterd.

Bovendien vertoont de chip een uitstekend dynamisch bereik en lineariteit. Een vijftraps VGA-ontwerp bereikt een bereik van 50 dB gain control, met een output third-order intercept point (OIP3) van meer dan 20 dBm, waardoor een stabiele ontvangst van zwakke navigatiesignalen wordt gegarandeerd, zelfs in complexe elektromagnetische omgevingen.

Fysiek ontwerp en ruisonderdrukkingstechnieken

In termen van fysiek ontwerp is de RF-chip bevat strenge isolatie- en ruiswerende maatregelen, waaronder beschermende ringen, onafhankelijke substraatcontacten en technologieën voor vermogensfiltering. Deze onderdrukken effectief digitale schakelruis die zou kunnen interfereren met RF-circuits, waardoor de werking van de chip stabiel blijft, zelfs bij hoge integratie.

Testresultaten en gevolgen voor de industrie

Testresultaten tonen aan dat dit RF-chip presteert beter dan traditionele ontwerpschema's op belangrijke punten zoals OIP3, IMRR en ruisgetal. Het systeem is niet alleen volledig compatibel met de vier belangrijkste navigatiesystemen-BeiDou, GPS, GLONASS en Galileo, maar heeft ook de technologische capaciteit om vergelijkbare buitenlandse producten te vervangen. Dit biedt essentiële technische ondersteuning voor de binnenlandse ontwikkeling en onafhankelijkheid van China's navigatieontvangers.