GPS接收机电路设计与实现

单位代码：10293密级：公开硕士学位论文论文题目：GPS接收机电路设计与实现Y002090831刘海玲程勇电磁场与微波技术移动通信与射频技术工学硕士2012.02.27学号姓名导师学科专业研究方向申请学位类别论文提交日期南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借阅；可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院（筹）办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名：_____________日期：____________研究生签名：____________导师签名：____________日期：_____________南京邮电大学硕士学位论文摘要学科、专业：工学、通信与信息系统研究方向：移动通信与无线技术作者：2009级研究生刘海玲指导老师：程勇题目：GPS接收机电路设计与实现英文题目：DesignandImplementationofGPSReceiverCircuit主题词：全球定位系统；射频前端；基带处理；低噪声放大器；印制电路板；Keywords：GlobalPositioningSystem;RFFront-end;BasebandProcess；Low-noiseAmplifier;PrintedCircuitBoard；南京邮电大学硕士研究生学位论文摘要I摘要GPS是全球定位系统，主要实现在全球范围内为不限数量的用户提供全天候并且连续精确的速度、位置和时间信息。随着GPS市场的不断开拓，最初只应用在军事上的技术逐渐向民用方向发展，生产技术的大规模化和元件的微型化趋势带来了低成本的接收机元器件。本文首先提出了GPS接收机方案及其性能指标要求，接收机主要由天线部分、射频前端部分和基带处理部分组成，具体分析了放大器的噪声系数、增益及接收机的灵敏度。其次，运用ADS2009进行低噪声放大器的设计，并针对其功能进行匹配电路的设计，增益大于30dB,噪声系数小于1dB。选择合适的射频前端芯片ATR0601，以及与其相对应的基带处理芯片ATR0625P，根据所需功能完成外围电路的设计。再次，运用Cadence16.2进行电路原理图及印制电路板（PCB）的设计，并运用CAM350进行光绘文件的检查。最后，对实物电路进行测试及对定位数据进行分析，整机测试结果达到了预期的要求。关键词：全球定位系统；射频前端；基带处理；低噪声放大器；印制电路板。南京邮电大学硕士研究生学位论文AbstractIIAbstractGlobalPositioningSystem(GPS)helpstoprovideanunlimitednumberofallovertheworldwithcontinuousandaccuratevelocity,locationandinformationinalltheweather.Initially,GPSwasonlyappliedinmilitaryarea.However,withtheever-developingtechnologyandmarketexpansion,itisgraduallyimplementedincivilarea.Furthermore,themassproductionandthetrendofthecomponentminiaturizationcontributetolow-costGPSreceivers.Inthisthesis,theGPSreceiverprojectandthefunctionalrequirementarefirstlyproposed.Thereceiveriscomposedoftheantenna,RFfront-endpartandthebasebandpart.Meanwhile,thenoisefigureoftheamplifierandthesensitivityofthereceiverareanalyzed.Secondly,alow-noiseamplifierwiththematchingcircuitisdesignedusingADS2009,asthesimulatedresultsshownthegainisgreaterthan30dBandthenoisefigureislessthan1dB.Whendesigningtheperipheralcircuit,theRFfront-endchipATR0601andbasebandprocesschipATR0625Parechosen.Thirdly,thecircuitschematicsandprintedcircuitboard(PCB)isdesignedusingCadence16.2.GerberfilesareinspectedusingCAM350.Finally,thecircuitisfabricatedandmeasured.Analyzingthepositioningdata,theaccuracyofthereceiverissacrificingtherequirement.Keywords:GlobalPositioningSystem;RFFront-end;BasebandProcess;Low-noiseAmplifier;PrintedCircuitBoard.南京邮电大学硕士研究生学位论文目录III目录摘要.........................................................................................................................................IAbstract..................................................................................................................................II目录....................................................................................................................................III第一章绪论.........................................................................................................................11.1论文选题背景及意义...............................................................................................11.2GPS发展状况及在各领域的应用............................................................................21.3GPS系统及其原理...................................................................................................31.4GPS接收机发展状况...............................................................................................41.5本文的主要工作......................................................................................................4第二章GPS接收机方案与指标分析....................................................................................62.1引言..........................................................................................................................62.2设计方案介绍..........................................................................................................62.2.1天线部分.......................................................................................................62.2.2射频前端部分................................................................................................62.2.3基带处理部分................................................................................................72.3射频电路基础知识...................................................................................................82.3.1散射矩阵........................................................................................................82.3.2反射系数、回波损耗以及驻波比..................................................................82.3.3噪声系数NF.................................................................................................92.3.4放大器的增益................................................................................................92.3.5接收机灵敏度..............................................................................................102.3.4放大器的稳定性.......................