「專利解密」杭州中科微改進GNSS雙頻接收機結構

【嘉德點評】杭州中科微提出一種改進後的GNSS雙頻接收機射頻結構，在傳統電路基礎上，省去了功率分配器，使寬帶低噪聲放大器輸出端直接與後級電路拼接，大大降低了接收機的成本，同時提高了接收機性能。

集微網消息，前不久我國北鬥三號全球衛星導航系統正式開通，並實現100%「國產芯」, 標誌著衛星導航的「中國時代」來臨。在晶片的提供廠商中，杭州中科微一直活躍在北鬥晶片一線，在射頻和基帶晶片的研發製造上取得了多項突破。

由於衛星導航系統需要面向不同頻段，因此GNSS接收機需要同時接收多個頻段內的信號，然後在SOC晶片中進行並行處理。以兩頻段為例分析，目前的雙頻天線實現單個天線接收兩個頻段信號，並使用功率分配器將信號一分為二，實現阻抗匹配並保證信號正常傳輸，然而功率分配器的成本非常高，並增加GNSS接收機的整體複雜度。

為了解決上述問題，杭州中科微在2020年4月30日申請了一項名為「一種應用於GNSS雙頻接收機的射頻前端結構」的發明專利（申請號：202010363942.1），申請人為杭州中科微電子有限公司。

圖1 雙頻接收機的射頻前端結構

參考圖1，本發明專利設計了一種GNSS雙頻接收機前端結構，相對於傳統方式，不需要使用功率分配器，從而大大優化了射頻電路結構，提高了器件性能。

圖1所示的電路結構包括雙頻天線1、寬帶低噪聲放大器2和SOC處理晶片4。其中雙頻天線是一種專門用於接收雙頻信號的天線，寬帶低噪聲放大器可抑制後級電路對接收機系統的影響，其輸出端分成兩個支路，通過連接電路模塊3後分別連接在SOC處理晶片4的射頻輸入端上。電路模塊通常指各種射頻器件，如濾波器、窄帶低噪聲放大器等，並保證其輸入輸出的特徵阻抗都是標準的50Ω。SOC處理晶片是專門為GNSS雙頻接收機設計的晶片，運行有核心的信號處理算法。

圖2 寬帶低噪聲放大器電路結構

寬帶低噪聲放大器是本專利的核心電路結構，包括依次連接的阻抗匹配電路21、放大級電路22和輸出級電路23，阻抗匹配電路輸入端連接射頻輸入埠，放大級電路包括諧振網絡，並連接至輸出級電路，輸出級電路在超帶寬內輸出阻抗變換，連接射頻輸出埠。諧振網絡由窄帶諧振網絡增加並聯電阻構成，通過合理設計選取Q值，實現工作帶寬和系統增益的折中。輸出級電路作為放大器第二級，在大帶寬下提供輸出阻抗變換和信號緩衝隔離。

以上就是杭州中科微改進後的GNSS雙頻接收機射頻結構專利的主要內容，在傳統的接收機電路結構基礎上，省去了功率分配器，使寬帶低噪聲放大器輸出端直接與後級電路拼接，大大降低了接收機的成本，同時降低了電路複雜度，提高了接收機性能。

（校對/holly）