Khi hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu chuyển từ giai đoạn chủ yếu dựa vào GPS sang “kỷ nguyên GNSS” với khả năng tương thích đa hệ thống, Trung Quốc đã khẩn trương yêu cầu các chip định vị có hiệu suất cao và mức độ tự chủ cao để phục vụ cho việc phát triển và công nghiệp hóa hệ thống BeiDou. Trong bối cảnh đó, Chip RF đóng vai trò quan trọng như là thành phần giao diện người dùng cốt lõi của các thiết bị thu tín hiệu định vị. Hiệu suất của các chip này quyết định trực tiếp đến độ nhạy, khả năng chống nhiễu và độ chính xác định vị của toàn bộ hệ thống định vị.

Trong nghiên cứu của mình, Zhao Jianxin và Zou Zhenjie đã đề xuất một hệ thống định vị đa chế độ hoàn toàn tự động và tích hợp cao Chip RF kiến trúc. Con chip này được phát triển dựa trên công nghệ RF-CMOS và áp dụng kiến trúc tần số trung gian chuyển đổi xuống đơn. Nó tích hợp tất cả các mô-đun chính, bao gồm bộ khuếch đại tiếng ồn thấp (LNA), bộ trộn, bộ lọc phức tạp, bộ khuếch đại độ lợi biến đổi (VGA), bộ tổng hợp tần số và bộ chuyển đổi tương tự-số (ADC) 4 bit, nhằm thực hiện việc chuyển đổi hiệu quả từ tín hiệu RF sang tín hiệu tần số trung gian kỹ thuật số.

Thiết kế mạch và các biện pháp tối ưu hóa hiệu suất chính

Về mặt thiết kế mạch, Chip RF đã được tối ưu hóa một cách có hệ thống đối với các thông số quan trọng như kiểm soát nhiễu, độ tuyến tính và khả năng triệt tiêu hình ảnh. Thông qua sự kết hợp giữa bộ khuếch đại tín hiệu yếu (LNA) với cấu trúc cuộn cảm phân giải nguồn và bộ khuếch đại RF-VGA hoàn toàn vi sai, hệ số nhiễu được kiểm soát ở mức dưới 2 dB. Bộ lọc phức tạp Chebyshev bậc năm đạt được mức triệt tiêu ngoài dải tần trên 30 dB, và tỷ lệ loại bỏ tín hiệu ảo được cải thiện lên 47 dB nhờ mô-đun hiệu chuẩn trước, giúp nâng cao đáng kể độ tinh khiết của tín hiệu.

Hơn nữa, con chip này còn sở hữu dải động và độ tuyến tính vượt trội. Thiết kế VGA năm cấp đạt được dải điều khiển độ lợi 50 dB, với điểm cắt thứ ba của tín hiệu đầu ra (OIP3) trên 20 dBm, đảm bảo việc thu nhận ổn định các tín hiệu định vị yếu ngay cả trong môi trường điện từ phức tạp.

Thiết kế vật lý và các kỹ thuật khử nhiễu

Về mặt thiết kế vật lý, Chip RF áp dụng các biện pháp cách ly và chống nhiễu nghiêm ngặt, bao gồm các vòng bảo vệ, các điểm tiếp xúc nền độc lập và công nghệ lọc nguồn. Những biện pháp này giúp triệt tiêu hiệu quả nhiễu từ các mạch chuyển mạch kỹ thuật số có thể gây nhiễu cho các mạch tần số vô tuyến (RF), đảm bảo sự ổn định trong hoạt động của chip ngay cả khi có mức độ tích hợp cao.

Kết quả thử nghiệm và tác động đối với ngành

Kết quả kiểm tra cho thấy rằng điều này Chip RF vượt trội so với các phương án thiết kế truyền thống về các chỉ số quan trọng như OIP3, IMRR và hệ số nhiễu. Thiết bị này không chỉ hoàn toàn tương thích với bốn hệ thống định vị chính — BeiDou, GPS, GLONASS và Galileo — mà còn sở hữu năng lực công nghệ đủ để thay thế các sản phẩm tương tự của nước ngoài. Điều này mang lại sự hỗ trợ kỹ thuật thiết yếu cho sự phát triển nội địa và sự độc lập của các bộ thu định vị Trung Quốc.