专利名称：一种北斗卫星信号模拟器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及北斗卫星导航及测试领域，具体涉及一种北斗卫星信号模拟器。
背景技术：
北斗卫星导航系统(Compass)是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统(GNSS)，是继美国的全球定位系统(GPS)和俄罗斯的GL0NASS之后第三个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端三部分组成，可在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠的定位、导航、授时服务，并兼具短报文通信能力。截止2012年5月在轨卫星12颗，已经初步具备区域导航、定位和授时能力。北斗卫星导航系统将在2020年形成全球覆盖能力。由于北斗卫星尚在建设中，因此若要对北斗接收机进行生产、测试和技术研究，测定接收机对卫星信号接收及定位性能，或者北斗接收机在弹载等复杂环境下的定位可用性等应用场合，则需要首先研制出北斗模拟器来模拟产生北斗系统的所有卫星导航信号，为北斗接收机的研制开发、测试提供仿真环境。然而，鉴于北斗卫星导航系统刚开始向中国及周边地区提供连续的导航定位和授时服务，北斗卫星导航信号模拟器研究领域国外公开发表的技术文献很少。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种北斗卫星信号模拟器，其能够对北斗卫星信号进行模拟，且具有携带方便和操作简单的特点。为解决上述问题，本实用新型是通过以下方案实现的一种北斗卫星信号模拟器，主要由电源模块、以及与电源�？橄嗔氖敝幽？�、液晶显示�？�、单片机、FPGA处理�？椤⑹Ｗ荒？�、上变频�？楹托藕潘ゼ跄？樽槌桑黄渲校敝幽？楹鸵壕允灸？榱釉诘テ希坏テü谟胪獠縋C机相连；单片机连接FPGA处理模块；FPGA处理�？榈氖涑龆擞胧Ｗ荒？榈氖淙攵肆樱皇Ｗ荒？榈氖涑龆肆由媳淦的？椋簧媳淦的？榈氖涑龆肆有藕潘ゼ跄？椋藕潘ゼ跄？樯仙栌斜倍肺佬切藕攀涑隹� ；信号衰减�？橛氲テ嗷チ�。上述方案中，连接单片机与外部PC机的串口为RS232串口。上述方案中，所述液晶显示模块为型号是12864的液晶屏。上述方案中，所述数模转换�？槲狝D9857芯片。与现有技术相比，本实用新型具有如下特点1、能够通过简单的电路构成实现北斗卫星信号的模拟，从而能够为北斗接收机的研制开发、测试提供仿真环境；当仅仅需要验证接收机的信号接收情况比如灵敏度测试时，可以只生成单通道的北斗卫星信号，模拟器就不需要大规模的信息计算，而节省大部分软硬件设计；2、用户只需在卫星号和功率改变之处，通过串口完成北斗卫星的选择和功率选择，之后便能够将外部PC机与单片机分离，从而能够减小设备的体积，便于携带；[0012]3、通过信号衰减模块能够对模拟器输出的北斗卫星模拟信号进行衰减，以是各种信号功率设置。
图1为本实用新型一种北斗卫星信号模拟器的原理框图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型一种北斗卫星信号模拟器，主要由电源�？椤⒁约坝氲缭茨？橄嗔氖敝幽？�、液晶显示�？�、单片机、FPGA处理�？�、数模转换�？�、上变频�？楹托藕潘ゼ跄？樽槌�。其中，时钟模块和液晶显示�？榱釉诘テ希坏テü谟胪獠縋C机相连；单片机连接FPGA处理�？椋籉PGA处理模块的输出端与数模转换�？榈氖淙攵肆樱皇Ｗ荒？榈氖涑龆肆由媳淦的？椋簧媳淦的？榈氖涑龆肆有藕潘ゼ跄？椋藕潘ゼ跄？樯仙栌斜倍肺佬切藕攀涑隹� ；信号衰减�？橛氲テ嗷チ�。电源�？楦菽Ｄ馄鞯氖涑龉β屎湍Ｄ馄髂诓扛髂？槎缘缭吹囊笸瓿傻缭吹缪棺唬Ｄ馄髂诓扛髂？樘峁┫咝晕妊沟缭�。在本实施例中，电源�？楦菽Ｄ馄飨低呈涑龉β屎拖低掣鞲鲂酒暗缏凡糠侄缘缭吹囊螅缭茨？椴捎谜加每占湫�、纹波小以及电源质量好的线性稳压电源，以完成一般220V市电到5V的转换，给单片机、数模转换�？�、上变频等�？榈缏饭┑�。FPGA处理�？楣┑绲缪刮�3. 3V，由FPGA处理�？槟诓炕宓牡缭垂芾硇酒迪�5V到3. 3V的电压转换。时钟�？樘峁┪榷ǖ氖敝痈テ迪侄哉瞿Ｄ馄鞯目刂疲煌备鳩PGA处理�？樘峁┕ぷ鞑慰际敝硬⑼ü嗷返玫较嘤ξ榷ǖ南低持卸闲藕藕屯ǖ劳铰龀澹疐PGA处理�？槟诘幕宓墓ぷ鳎煌笔迪侄阅Ｊ荒？榈墓ぷ髋渲茫煌备媳淦的？樘峁┧璞曜嫉谋菊袷敝�。单片机为本模拟器的控制CPU，具体实现如下功能(I)通过串口与外部PC机相连，单片机进行通信模块控制，接收串口发来的卫星号设置和功率设置命令，进而控制FPGA处理模块产生相应卫星的C/A码和导航电文以及控制上变频功率。为了能够简化本模拟器的操作，连接在单片机上的外部PC机为普通电脑。连接单片机与外部PC机的串口为RS232串口。此外，为了提高本模拟器的便携性，所述外部PC机无需一直连接在单片机的串口上，即当卫星号设置和功率设置通过外部PC机设置完成之后，该卫星号和功率参数能够存储在单片机内部，供后续相同卫星号和功率测试条件之用；只有当卫星号设置和/或功率设置需要改变时，才需要将外部PC机连接在单片机上。(2)控制模拟器的工作参数(如当前所模拟的卫星号和输出的信号功率等)在液晶显示�？樯辖邢允尽Ｔ诒臼凳├校鲆壕允灸？槲秃攀�12864的液晶屏。(3)将接收到的卫星号发送到FPGA处理�？椋迪值テ訤PGA处理�？榈目刂�。(4)将接收到的上变频�？楣β蚀笮∽湮藕潘ゼ跄？榈目刂菩藕欧⑺偷叫藕潘ゼ跄？椋迪稚媳淦的？槭涑鲂藕诺乃ゼ�。信号衰减�？樗ゼ醴瓤梢允且桓龉潭ǖ闹担⒃は却娲⒃诘テ哪诓浚舜涡藕潘ゼ跄？橹荒苁迪止潭ㄋゼ�。但为了能够输出不同功率的北斗卫星模拟信号，在本实施例中，所述单片机上可以接收从串口传来的设置功率参数，以控制信号衰减�？榈氖涑龉β蚀笮。允迪中藕潘ゼ跄？榈目杀渌ゼ�。FPGA处理�？榈哪诓孔芄灿�12个通道，是模拟器的关键器件。包括时基电路、接口控制电路、C/A码发生器、导航电文发生器、码NCO (数控振荡器)、载波NCO、BPSK调制器等，总体功能是完成北斗信号三种成份的生成和最终调制(I) FPGA处理模块内部收到单片机所发卫星号后，通过查表的方法生成相应卫星号的导航电文，并进行信道编码处理，以进行扩频调制；(2)根据单片机发来的卫星号，码NCO在码元相位和码频率字的控制下，码移位寄存器产生相应码相位及码速率的扩频码，即生成相应的北斗卫星信号的C/A码，对所产生的导航电文数据码进行直接序列扩频调制；(3)根据所设置的中频载波，载波NCO在载波相位和载波频率寄存器的控制下，产生出所需频率及相位的数字正弦幅度值，与扩频调制码相乘，完成对载波LI的BPSK调制；(4)将BPSK调制后的数字北斗中频信号送入到数模转换�？�。数模转换�？椴捎玫氖歉咚�14位的AD9857芯片，最大采样率为200MHz，可同时模拟1、Q两路正交信号，两路并行的I/Q信号进行内插和上变频运算，最后通过D/A变换和模拟滤波器输出中频模拟北斗信号。数模转换模块把来自FPGA处理�？榈囊训髦频氖种衅当倍肺佬切藕抛晃Ｄ獗倍肺佬切藕牛衅凳涑鑫�20. 098MHz，输出给上变频�？�。上变频�？榻邮帐Ｗ荒？樽缓蟮哪Ｄ獗倍肺佬切藕牛椭衅档哪Ｄ獗倍肺佬切藕啪媳淦担淦档胶褪彝獗倍肺佬且恢碌谋瓿粕淦敌藕牛德饰�1561.098MHz，并通过北斗卫星信号输出口输出给用户用于北斗卫星接收机的测试。为了让不同环境信号能正常被接收和方便用户对比测试，上变频�？楹捅倍肺佬切藕攀涑隹谥浠剐藕潘ゼ跄？�。信号衰减�？榻媳淦的？槭涑龅纳淦敌藕诺墓β蚀笮》蠢≈恋テテ萆瓒ǖ男藕攀涑龉β蚀笮∫约澳诓靠刂瞥绦颍刂菩藕潘ゼ跄？榈乃ゼ醴龋陨媳淦的？槭涑龅纳淦敌藕沤兴ゼ酰缘髡倍肺佬切藕攀涑隹谑涑龅纳淦敌藕欧⑸涞墓β蚀笮�。在本实施例中，上变频�？槭涑龅谋倍肺佬切藕懦跏嘉猒90dBm,通过调节连接在单片机上的衰减调节旋钮即可提供粗衰减(± IOdB)和精衰减(土 IdB)。
权利要求1.一种北斗卫星信号模拟器，其特征是主要由电源�？�、以及与电源�？橄嗔氖敝幽？椤⒁壕允灸？椤⒌テ�、FPGA处理�？�、数模转换�？�、上变频�？楹托藕潘ゼ跄？樽槌桑黄渲校敝幽？楹鸵壕允灸？榱釉诘テ希坏テü谟胪獠縋C机相连；单片机连接FPGA处理�？椋籉PGA处理�？榈氖涑龆擞胧Ｗ荒？榈氖淙攵肆樱皇Ｗ荒？榈氖涑龆肆由媳淦的？椋簧媳淦的？榈氖涑龆肆有藕潘ゼ跄？椋藕潘ゼ跄？樯仙栌斜倍肺佬切藕攀涑隹� ；信号衰减�？橛氲テ嗷チ印�
2.根据权利要求1所述的一种北斗卫星信号模拟器，其特征是连接单片机与外部PC机的串口为RS232串口。
3.根据权利要求1所述的一种北斗卫星信号模拟器，其特征是所述液晶显示�？槲秃攀�12864的液晶屏。
4.根据权利要求1所述的一种北斗卫星信号模拟器，其特征是所述数模转换�？槲狝D9857 芯片。
专利摘要本实用新型公开一种北斗卫星信号模拟器，包括模拟器，所述模拟器主要由电源�？�、以及与电源�？橄嗔氖敝幽？�、液晶显示�？�、单片机、FPGA处理�？�、数模转换�？�、上变频�？樽槌珊托藕潘ゼ跄？椋黄渲校敝幽？楹鸵壕允灸？榱釉诘テ希坏テü谟胪獠縋C机相连；单片机连接FPGA处理�？椋籉PGA处理�？榈氖涑龆擞胧Ｗ荒？榈氖淙攵肆樱皇Ｗ荒？榈氖涑龆肆由媳淦的？椋簧媳淦的？榈氖涑龆肆釉谛藕潘ゼ跄？椋藕潘ゼ跄？樯仙栌斜倍肺佬切藕攀涑隹冢恍藕潘ゼ跄？橛氲テ嗷チ�。本实用新型能够对北斗卫星信号进行模拟，且具有携带方便和操作简单的特点。
文档编号G01S19/23GK202904019SQ20122039089
公开日2013年4月24日 申请日期2012年8月8日 优先权日2012年8月8日
发明者李银虎, 纪元法 申请人:深圳中冀联合科技股份有限公司
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