เมื่อระบบนำทางดาวเทียมระดับโลกได้พัฒนาจากการถูกครอบงำโดย GPS ไปสู่ยุค “GNSS” ที่มีความสามารถในการทำงานร่วมกับระบบหลายระบบ จีนได้เรียกร้องอย่างเร่งด่วนให้มีการผลิตชิปนำทางที่มีสมรรถนะสูงและมีความอัตโนมัติสูงสำหรับการพัฒนาและการผลิตเชิงอุตสาหกรรมของระบบ BeiDou ในบริบทนี้, ชิป RF มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในฐานะส่วนประกอบหลักด้านหน้าของเครื่องรับสัญญาณนำทาง ประสิทธิภาพของชิปเหล่านี้เป็นตัวกำหนดความไว ความสามารถในการต้านการรบกวน และความแม่นยำในการระบุตำแหน่งของระบบนำทางทั้งหมดโดยตรง.

ในการวิจัยของพวกเขา Zhao Jianxin และ Zou Zhenjie ได้เสนอระบบนำทางแบบหลายโหมดที่มีความเป็นอัตโนมัติอย่างสมบูรณ์และบูรณาการสูง ชิป RF สถาปัตยกรรม ชิปนี้ใช้เทคโนโลยี RF-CMOS และใช้สถาปัตยกรรมความถี่กลางแบบแปลงลงครั้งเดียว โดยรวมโมดูลสำคัญทั้งหมดไว้ด้วยกัน รวมถึงเครื่องขยายสัญญาณรบกวนต่ำ (LNA) เครื่องผสมสัญญาณ ตัวกรองเชิงซ้อน เครื่องขยายสัญญาณแบบปรับได้ (VGA) เครื่องสังเคราะห์ความถี่ และ ADC ขนาด 4 บิต เพื่อให้สามารถแปลงสัญญาณ RF เป็นสัญญาณความถี่กลางแบบดิจิทัลได้อย่างมีประสิทธิภาพ.

การออกแบบวงจรและการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานหลัก

ในแง่ของการออกแบบวงจร, ชิป RF ได้รับการปรับแต่งอย่างเป็นระบบสำหรับพารามิเตอร์ที่สำคัญ เช่น การควบคุมเสียงรบกวน ความเป็นเชิงเส้น และการลดภาพรบกวนผ่านการผสมผสานระหว่าง LNA กับโครงสร้างตัวเหนี่ยวนำการเสื่อมของแหล่งกำเนิดและ RF-VGA แบบดิฟเฟอเรนเชียลเต็มรูปแบบ ทำให้สามารถควบคุมค่าตัวเลขสัญญาณรบกวนได้ต่ำกว่า 2 dB ตัวกรองเชิงซ้อนเชบิเชฟลำดับที่ห้าสามารถลดการแทรกสอดนอกย่านความถี่ได้มากกว่า 30 dB และอัตราส่วนการปฏิเสธภาพสะท้อนได้รับการปรับปรุงเป็น 47 dB ผ่านโมดูลการปรับเทียบล่วงหน้า ซึ่งช่วยเพิ่มความบริสุทธิ์ของสัญญาณได้อย่างมีนัยสำคัญ.

นอกจากนี้ ชิปยังแสดงช่วงไดนามิกและความเป็นเชิงเส้นที่ยอดเยี่ยม การออกแบบ VGA ห้าขั้นตอนทำให้ได้ช่วงการควบคุมการขยายเสียง 50 dB โดยมีจุดตัดสามลำดับ (OIP3) ที่มากกว่า 20 dBm ซึ่งช่วยให้มั่นใจในการรับสัญญาณนำทางที่อ่อนแอได้อย่างเสถียรแม้ในสภาพแวดล้อมแม่เหล็กไฟฟ้าที่ซับซ้อน.

การออกแบบทางกายภาพและเทคนิคการลดเสียงรบกวน

ในแง่ของการออกแบบทางกายภาพ, ชิป RF รวมมาตรการแยกและป้องกันเสียงรบกวนที่เข้มงวด รวมถึงวงแหวนป้องกัน การสัมผัสกับวัสดุรองพื้นอิสระ และเทคโนโลยีการกรองพลังงาน ซึ่งช่วยระงับเสียงรบกวนจากการสลับสัญญาณดิจิทัลที่อาจรบกวนวงจร RF ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้มั่นใจในความเสถียรของการทำงานของชิปแม้จะมีการรวมฟังก์ชันสูง.

ผลการทดสอบและผลกระทบต่ออุตสาหกรรม

ผลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าสิ่งนี้ ชิป RF มีประสิทธิภาพเหนือกว่าแผนการออกแบบแบบดั้งเดิมในตัวชี้วัดสำคัญ เช่น OIP3, IMRR และค่าตัวเลขสัญญาณรบกวน ไม่เพียงแต่สามารถใช้งานร่วมกับระบบนำทางหลักทั้งสี่ ได้แก่ BeiDou, GPS, GLONASS และ Galileo ได้อย่างสมบูรณ์เท่านั้น แต่ยังมีศักยภาพทางเทคโนโลยีที่สามารถทดแทนผลิตภัณฑ์ต่างประเทศที่คล้ายคลึงกันได้อีกด้วย สิ่งนี้จึงเป็นการสนับสนุนทางเทคนิคที่สำคัญต่อการพัฒนาและความเป็นอิสระในการผลิตเครื่องรับสัญญาณนำทางภายในประเทศของจีน.