用于从卫星无线电导航系统接收信号的装置 【技术领域】
本发明涉及无线电导航领域，该无线电导航还可以用卫星无线电导航系统(SRNS)的用户导航设备中，更具体地说，用于在同时接收信号，例如SRNS“GPS”(USA)和“Glonass”(俄罗斯联邦)信号的无线电接收设备中。
在先工程技术
公知技术有：由I.V.Kudryavtsev，I.N.Mishchenko，A.I.Volynkin等人1988年在莫斯科交通出版社出版的《卫星无线电导航机载装置》第13-15页[1]及由V.S.Shebshevich，O.O.Dmitriev，N.V.Ivantsevich等人1993年在莫斯科Radio i Svyaz出版社出版地《网络卫星无线电导航系统》第35页[2]，可供参阅。由地球(NISC)/SRNS“GPS”的导航人造卫星发射的信号是分别利用“C/A”和“P”同相代码：(0，π)和(+π/2，-π/2)调制的无线电信号。这些信号用两个频带：在频带范围L1(载频1575.42兆赫)和范围L2(载频1227.6兆赫)发送。利用“C/A”和“P”代码调制频带范围L1的信号，利用“P”代码调制频带范围L2的信号。利用按照周期为1毫秒和时钟频率10023兆赫的伪随机序列(PRS)规则产生第一代码(代码“C/A”)；利用按照周期约为7天和时钟频率10.23兆赫的伪随机序列规则产生第二代码(代码“P”)。在频带L1上发送的和称之为“标准精度”代码的代码“C/A”对导航信息的所有用户开放并用于“标准精度”的无线电导航设备(这一类包含所述装置)中，而“P”代码用在更高精度的特殊设备中。
为了识别由各种NIS3卫星发射的信号，使用SRNS“GPS”信号的代码分割。
与SRNS“GPS”不同，在“Glonass”伪随机序列中(例如参阅[2]第28-30页)，接收由不同NIS3卫星发射的信号频率分割。利用它们的处在指定频率范围的载波(“按字母标明的”(lettered))频率范围内的标称值识别NIS3SRNS“Glonass”信号频率。对按字母标明的频率提供两个(j=1，2)频带F1和F2。根据如下规则形成按字母标明的频率的标称值：
fj，i=fj，0+i△fj，
其中：fj，I是按字母标明的频率的标称值；
fj，0是用零标明的频率；
i是在每一频带中字母的数目；
△fj是各按字母标明的频率之间的间隔。
对于频率F1(约1600兆赫)-f1，0=1602兆赫，△f1=0.5625兆赫；对于频率F2(约1240兆赫)-f2，0=1246兆赫，△f2=0.4375兆赫。
利用在控制信息帧中发送的特殊年历分配各功能NIS3卫星之间的按字母标明的频率。
与“GPS”卫星无线电导航系统相似，利用两种类型的PRS代码对在两个频带F1和F2中的每个NIS3“Glonass”卫星无线电导航系统信号，即在频带F1上的SRNS“Glonass”信号进行调制，这两种类型为：“标准精度”(利用0.511兆赫的时钟频率)和“高精度”(利用5.11兆赫的时钟频率)，即类似于利用在频带F2中的“Glonass”SRNS的SRNS“GPS”信号频带L1上的代码的“C/A”和“P”代码调制，及类似于仅利用高精度PRS代码调制在频带L2中的SRNS“GPS”信号。按频带F1发送的“标准精度”代码对导航信息的所有用户都是公开的，并用在“标准精度”无线电导航设备中，其类别包含所述装置，而通常“高精度”代码用在特殊高精度设备中。
由于在SRNS“GPS”中的一个载频的代码分割(division)和在SRNS“Glonass”中由按字母标明的频率确定的几个载频的频率分割，在SRNS“GPS”和“Glonass”之间存在差别导致用于接收卫星无线电导航系统的信号的技术措施不同，该技术措施用于将这些信号转换为能够实施后续的无线电导航测量的这样一种形式。
例如，由“全球定位系统(GPS)接收器RF前端模-数转换器”《Rockwell International Proprietary Information Order Number，1995.5.31》，[3]可知一种装置如下，图1是一种用于从SRNS“GPS”接收信号的装置，其包含低噪声放大器、滤波器、第一混频器、第一中频放大器、用于同相和正交信道的正交混频器两个均衡器、第一外差频率振荡器(1401.51兆赫)以及由第一外差频率信号形成第二外差频率信号的除法器(divider)。
这种装置执行接收和转换SRNS“GPS”信号的技术任务，转换成一种使用户能后续执行相应的无线电导航测量的形式。这种装置不能接收SRNS“Glonass”信号。
参考书见V.S.Shebshaevich，P.P.Dmitriev，H.v.Ivantsevich等人在莫斯科Radio i Syaz出版社出版的《卫星无线电导航网络系统》第147-148页[2]，其公开了一种用于接收SRNS“Glonass”信号的装置(“用于ASN-37用户的单信道设备”)。所述装置包含：输入滤波器、低噪声放大器、滤波器、第一混频器、中频放大器、相位解调器、带镜像信道相位抑制的第二混频器、限幅器、按字母标明的频率合成器以及用于产生外差频率信号的本机振荡器。按字母标明的频率合成器根据正接收的SRNS“Glonass”信号的按字母标明的频率产生其自身的输出信号。由该合成器产生的按字母标明的频率间隔为0.125兆赫。由于合成器的输出频率信号与系数4的乘积形成第一外差频率信号，以及由于合成器的输出频率信号除以2形成第二外差频率信号。
这一装置执行接收和转换SRNS“Glonass”信号的技术任务，使该信号转换成一种使用户能执行相应的无线电导航测量的形式。这种装置不能解决接收SRNS“GPS”信号的问题。
尽管在SRNS“GPS”和“Glonass”之间存在差别，它们都具有NIS3卫星的轨道群的相同的弹道(ballistic)结构，并分配频带使人们能指出和解决与创建用于这两种无线电导航系统信号的一体化的用户导航设备相关联的问题。特别是，由于能够用最佳几何因素选择NIS3的工作星座，可实现的结果在于更高的可靠性、真实性和目标位置分辨的精度，见V.S.Shebshaevich，P.P.Dmitriev，H.v.Ivantsevich等人在1993年莫斯科Radio i Syaz出版社出版的《卫星无线电导航网络系统》[2]第160页。
在这类装置中公知的(见V.S.Shebshaevich，P.P.Dmitriev，H.v.Ivantsevich等人在1993年莫斯科Radio i Syaz出版社出版的《卫星无线电导航网络系统》[2]第158-161页，图9，8)一种装置执行接收频带L1中的SRNS“GPS”信号和在频带F1中的“Glonass”信号的任务，并将它们转换为一种利用数字处理器(主要和导航处理器)允许人们执行后续的无线电导航测量和确定目标位置的形式。这样公知的装置包含：执行对“GPS”和“Glonass”信号分频的分频器(双工器)、卫星无线电导航系统、“GPS”和“Glonass”信道的带通滤波器和低噪声放大器、混频器、向混频器的信号输入端馈送SRNS“GPS”或“Glonass”信号的SHF开关、向混频器的基准输入端馈送“GPS”信道或“Glonass”信道的第一外差信号的SHF开关。由于外差信号的相应的频率整形，第一中频对于SRNS“GPS”或“Glonass”信号是恒定的，以及所述装置的全部后续信道对于这些信号以通用的方式实现。
这种装置的一个特定特征是使用相同的无线电信道时间上连续地进行信号的接收和转换，及为了得到导航信息这就增加了后续处理消耗的时间。此外，所述装置的实现需要复杂的高频切换的频率合成器以产生两个分别用于信号SRNS“GPS”和“Glonass”转换的不同的外差信号。
此外公知的现有技术是一种用于接收SRNS“GPS”和“Glonass”信号的装置，如在由Riley S.，Howard N.，Aardoom E.，Daly P.，Silvestrin P.所箸“一种用于空间应用的组合式GPS/Glonass高精度接收机”(“ION-GPS95文集，Palm Springs，CA，US，1995.9.12-15”[4]第835-844页，图2)中所介绍的，所述装置同时接收SRNS“GPS”和“Glonass”信号。所述装置中解决接收在频带L1上的SRNS“GPS”信号和在频带F1上的“Glonass”信号和产生将用于导航测量的输出信号问题的功能性完全的部分作为现有技术。
在图1中表示了该现有技术的方块图。
作为现有技术的所述装置(图1)包含：输入单元1，其输入端就是所述装置的输入端；第一信号频率转换器单元2，包含串联的第一放大器3、混频器4和第二放大器5；第二信号频率转换器的第一信道6和第二信道7以及产生时钟信号和外差频率信号的模块8，所述模块8包含一独立的时钟发生器和用于产生外差频率信号的三个单元或频率合成器(在图1中未表示)。
第二信号频率转换器的信道6包含串联连接的滤波器9和混频器10，
第二信号频率转换器的信道7包含串联连接的滤波器11和混频器12。
滤波器9和11的输入端分别为第二信号频率转换器的第一信道6和第二信道7的输入端，并连接到放大器5的输出端即第一信号频率转换器单元2的输出端。放大器3的输入端即第一信号频率转换器单元2的输入端连接到单元1的输出端。第一信号频率转换器的单元2的混频器4的基准输入端连接到模块8的第一外差频率信号输出端，该输出端由第一外差频率信号输出端形成(图1中未表示)。第二信号频率转换器的第一信道6和第二信道7中的混频器10和12的基准输入端分别连接到模块8的第二和第三外差频率信号输出端，该输出端由对应的产生第二和第三外差频率的单元的输出端形成(图1中未表示)。
在时钟频率信号发生器(图1中未表示)的输出端产生的第二信号频率转换器中第一信道6和第二信道7中的混频器10和12的输出和模块8的时钟频率信号输出是现有技术的该装置的输出。
现有技术的装置工作如下。
将来自天线(图1中未表示)的频带L1的SRNS“GPS”信号和频带F1的“Glonass”信号通过对指定频带的信号进行频率滤波的输入单元1提供到第一信号频率转换器的单元2的输入端。
在单元2中，频带L1(F1)的SRNS“GPS”和“Glonass”信号在第一放大器3进行放大，在混频器4中进行频率转换及在第二放大器5进行放大(中频放大)。
为了在单元2中进行频率转换，装置利用由模块8的对应输出端馈送的第一外差频率fa1=1416兆赫的信号。在模块8中，借助于一个产生第一外差频率的独立的单元-第一频率合成器(图1中未表示)来合成第一外差频率fa1的信号。
将在单元2中进行转换的频带L1(F1)的SRNS“GPS”和“Glonass”信号提供到第二信号频率转换器的第一信道6和第二信道7的输入端即滤波器9和11的输入端。这些滤波器对其中一个SRNS信号进行处理，即滤波器9用于对SRNS“GPS”信号进行滤波，滤波器11用于对SRNS“Glonass”信号进行滤波。
借助于滤波器9和11对经频率转换的信号进行滤波，以消除频带外的干扰，并在这些系统(“GPS”和“Glonass”)中分配在第一信道6和第二信道7每一个中，分别馈送到混频器10和12的信号输入端。
对于在第一信道6和第二信道7中进行的第二频率转换，该现有技术装置使用借助于相应的独立单元合成的第二外差频率fa2=173.9兆赫的信号和第三外差频率fa3=178.8兆赫的信号，这些单元即为包含在模块8中的第二和第三频率合成器(图1中未表示)，产生第二外差频率和第三外差频率信号。因此，第二外差频率fa2=173.9兆赫的信号用于在第一信道6的混频器10中转换SRNS“GPS”信号，第三外差频率信号fa3=178.8兆赫的信号用于在第二信道7的混频器12中转换SRNS“Glonass”信号。
借助于混频器10和混频器12转换的SRNS“GPS”和“Glonass”信号分别提供到第一信道6和第二信道7的输出端。
在信道6和信道7中经频率转换的SRNS“GPS”和“Glonass”信号以及借助独立时钟发生器例如石英受控振荡器(图1中未表示)在模块8中产生的时钟信号形成该作为现有技术的装置的输出信号。
利用该现有技术装置的输出信号执行无线电导航测量，以得到相应的导航信息。在这样实施时，首先在4位模数转换器(ADC)中，然后在专用数字滤波器中以及特殊计算器中，对该输出信号进行数字处理(图1中未表示)。在这种情况下，当进行模数转换时，使用在装置中产生的时钟信号作为依时间设定采样频率的时钟信号。
为了在不丢失任何导航信息的情况下实行数字处理，使现有技术装置的输出信号的频率和频谱相匹配。通过选择确定的时钟和外差频率保证这种匹配。当现有技术装置中实现这一点时，将下一个模数转换器的时钟频率即依时间的采样频率选择为fo=57.0兆赫。取这一频率是考虑到，选择使信号的二次频率转换的外差频率fa2=173.9兆赫和fa3=178.8兆赫相一致，以便使第二中频上的SRNS“GPS”和“Glonass”信号的平均频率接近14.25兆赫。这保证了在4位模数转换器中数字处理的可能性，其中选择时钟频率等于fo=57.0兆赫(4×14.25兆赫)及使用专用的数字滤波器以按照28.5兆赫(2×14.25兆赫)分配2比特同相和正交采样([4]837页)。
因此，在现有技术装置中，产生如下的时钟和外差频率信号：57.0兆赫的时钟频率、1416兆赫的第一外差频率、173.9兆赫的第二外差频率、178.8兆赫的第三外差频率。
在现有技术装置中，上述外差频率信号的产生是利用本机振荡器，其由于不能由在现有技术装置中使用的另外的外差频率来通过简单的乘除而得到该外差频率，决定了该振荡器的复杂性。因此，借助于内置在模块8中的3个独立的外差频率合成器(图1中未表示)合成该外差频率，其中的每一个代表一单独的无线电部件，由对于合成的频率的稳定性的高要求决定其复杂性(相对频率的不稳定性为每秒10-11-10-12[5])，这是由于其对于接收装置整体的输出特性且有明显的影响。
在原型装置中使用复杂的外差设备(3个单独的频率合成器)和高时钟频率(57.0兆赫)使数字化设备更复杂并使得难于使用SRNS“GPS”和“Glonass”信号作为便携式(袋装)接收机的现有技术装置来确定位置。
在此方面，显然需要简化该产生时钟和外差信号的设备，例如降低频率合成器的数量。建立便于使用的小尺寸接收机-指示器的和利用SRNS“GPS”和“Glonass”信号确定位置的可能性，取决于这一问题的解决方案，例如对于意在对宽范围的用户通用的便携式(袋装)接收机-指示器的实例，这一点是特别重要的。
本发明的基本目的是建立一种实现同时接收和转换频带L1上的SRNS“GPS”信号和频带F1上的“Glonass”信号的装置，其利用一个公用的合成器产生时钟和外差频率信号，所产生的信号的时钟频率与在所述装置中转换的SRNS“GPS”和“Glonass”信号相匹配。
通过提供一种用于接收卫星无线电导航系统的信号的装置实现本发明的这一目的，该装置包含：一输入单元，其输入是所述装置的信号输入及输出信号馈送到第一频率转换器，第一频率转换器包含第一放大器、混频器和第二放大器，第一放大器的输入是第一频率转换器单元的输入端，混频器和第二放大器串联连接到第一频率转换器的第一放大器的输出端；第二频率转换器的第一信道和第二信道，每个信道包含滤波器和串联的混频器，滤波器的输入是第二信号频率转换器的相应信道的输入；产生第一外差频率信号的发生器；以及产生时钟和外差频率信号的模块。第一外差频率信号输出端连接到第一外差频率转换器中的混频器的基准输入端，第二外差频率信号输出连接到第二信号频率转换器中第一信道的混频器的基准输入端；第二信号频率转换器中各信道的输出和时钟和外差频率信号输出是所述装置的输出，该产生时钟和外差频率信号的单元连接到该产生第一外差频率信号的单元的输出端；用于分别按8和2N(N=1，2，3)进行第一和第二分频的单元。这一单元的输出端分别形成第二外差频率的信号输出和产生时钟和外差频率信号的单元的时钟频率信号输出，其中所述第二外差频率的信号输出还连接到第二信号频率转换器中第二信道的混频器的基准输入端，同时在第二信号频率转换器的每个信遒中，混频器的输出端通过串联的一可控增益放大器和阈值器件连接到该信道的输出端。
在该接收卫星无线电导航系统信号的装置中，在作为模块形成的输入单元包含串联连接的第一带通滤波器、可控增益放大器和第二带通滤波器；在第二信号频率转换器的两个信遒中可控增益放大器的控制输入端和阈值器件的控制输入端连接到对应的数模转换器的输出端，数模转换器的输入端是所述装置的控制输入，以及在第二信号频率转换器的两个信道中的阈值器件以电平受控的二比特量化器的形式构成。
本发明的优选实施例
在图1-5中所示的附图和频率示意图中表示了本发明的实质、其实施的及工业应用的可能性，其中：
图1是作为现有技术的装置的方块示意图；
图2是作为本发明的一个可能的实施例的装置的方块示意图；
图3表示频率示意图，说明在所述装置中在进行第一频率转换之前实现的正在频率范围L1中接收的SRNS“GPS”信号的和正在频率范围F1中接收的“Glonass”信号的频带的分配情况；
图4表示频率示意图，说明在所述装置中在进行第一频率转换之后的SRNS“GPS”信号的和“Glonass”信号的频带的分配情况；
图5表示频率示意图，说明在所述装置中在进行第二频率转换之后的SRNS“GPS”信号(图5a)的和“Glonass”信号(图5b))的频带的分配情况。
由图2可以看出，所述装置包含：输入单元1，其输入是所述装置的信号输入；单元2，为用于转换信号的第一频率转换器，该第一频率转换器包含串联连接的第一放大器3、混频器4和第二放大器5；第二频率转换器中的第一信道6和第二信道7；以及产生时钟频率和外差频率信号的单元8。第二频率转换器6中的信道包含串联连接的滤波器9和混频器10；第二频率转换器7中的信道包含串联连接的滤波器11和混频器12。
在所述装置中，第二频率转换器6中的信道中，混频器10的输出端通过可控增益放大器13连接到阈值器件14的输入端，阈值器件14的输出是信道6的输出，即SRNS“GPS”的信号输出。
第二频率转换器7的信道中，混频器12输出端通过可控增益放大器15连接到阈值器件16输入端，阈值器件16输出是信道7输出，即“Glonass”信号输出。
在所述装置的实施例中，第二频率转换器中信道6和信道7的阈值器件14以二比特电平量化器的的形式构成。
在所讨论的实施例中，输入单元1以串联连接的第一带通滤波器17、放大器18和第二带通滤波器19的形式构成。
在所述装置中，产生时钟和外差频率信号的模块8以一串联电路的形式构成，该串联电路包含产生第一外差频率信号的单元20(第一外差频率信号的合成器)；对频带8分频的第一单元21和对频带2N(N=1，2，3)分频的第二单元22 。
在所述装置的实施例中，产生第一外差频率信号的单元20以锁相单元24中的基准频率发生器23和串联连接的电压受控发生器25的形式构成。作为单元20输出端的发生器25的输出端还连接到锁相单元24的第二输入端，锁相单元24的第三输入端是由数字处理单元-导航数字处理器(图2中未表示)馈送的控制信号输入端。
在模块8中，单元20的输出是第一外差频率信号输出，单元21输出是第二外差频率信号输出，单元22输出是时钟信号输出。
分别作为第二信号频率转换器中第一信道6和第二信道7输入端的滤波器9和11的输入端连接到放大器5的输出端，即连接到第一信号频率转换器中单元2的输出端。
作为单元2的输入端的放大器3的输入端连接到单元1的输出端，即连接到滤波器19的输出端。
第一信号频率转换器中单元2的混频器4的基准输入端连接到装置8中第一外差频率的输出端，即连接到第一频率发生器20的输出端。
第二信号频率转换器中信道6和信道7的混频器10和12的基准输入端连接到第二外差频率装置8的信号输出端，即连接到进行8分频的单元21的输出端。
在所讨论的实施例中的放大器13和15的控制输入端连接到对应数模转换器(DAC)26和27的输出端，数模转换器(DAC)26和27的输入端是用于放大器的自动增益控制(AGC)的数字信号输入端。
在所讨论的实施例中的阈值器件：按电平的二比特量化器14和16的控制输入端连接到对应DAC28和29的输出端，DAC28和29的输入是用于自动均衡阈值器件的阈值的数字信号输入。
DAC28和29的输入是所述装置的控制输入。
信道6和信道7的输出和/或模块8的时钟信号输出是所述装置的输出。
工业应用
所述装置是根据系列生产的标准的无线电电子元器件实现的。
因此，包含带通滤波器17、19和放大器18的输入单元1例如可以利用标准的实现带通滤波器功能的陶瓷滤波器构成，放大器例如为HEWLETT-PARCKARD公司的MGA-87563。
包含第一信号频率转换器、放大器3和混频器4的单元2与包含在单元20中的发生器25共同地可以例如建立在一芯片上，例如为MOTOROLA公司的MC13142，而单元2中的放大器5可以围绕该芯片设置，例如为NEC公司的UPC2715。
包含在第二频率转换器中信道6和信道7的滤波器9和11可以表面声波式(SAW)带通滤波器的形式构成，例如在[6](217-220页)中所介绍的；混频器10、12和可控增益放大器13、15可以例如建立在NEC公司的UPC2753型芯片上；阈值器件14和16(二比特电平量化器)可以使用MAXIM公司的双比较器型MAX962。
数模转换器26-29例如可以围绕例如为MAXIM公司的MAX 533的4个8位DAC设置。
包含在单元20中的基准频率发生器23可以可控石英振荡器的形式构成，其产生15.36兆赫频率的信号。具体地，可以采用MOTOROLA公司的TEMPUS-LVA型的热补偿的可控石英振荡器。包含在单元20中的锁相单元24可以利用芯片例如NATIONAL SEMICONDUCTOR公司LMX2330构成，其包含保证闭环锁相环工作的输入分频器，基准分频器、相位检测器、缓冲器和内部寄存器。单元24中的所述分频器的分频系数用外部信号或从数字信号处理装置-数字导航处理器(图2中未表示)馈送到单元24中的第三输入端的数字代码来设置。根据选择的基准频率(15.36兆赫)和第一外差频率(1413、12兆赫)之间的关系来对所述分频器的分频系数进行设置。基准频率的分频系数为8，发生器25的分频系数为736，匹配的频率为1.92兆赫。单元24中的相位检测器产生与在发生器25(MOTOROLA公司的芯片MC13142)的分频器的输出端处的相位误差相对应的电压，和由用于借助其控制元件-变容二极管来调节发生器25的频率的发生器23产生的基准频率。这一电压通过包含在单元24中的RC滤波器提供到发生器25的变容二极管并形成具有50千赫频带的闭环的锁相环的传输特性。产生第一外差频率信号的单元20的这种设计结构对应于频率合成器的标准方案[7](2-3，2-14页，图6)。
8或2N(其中N=1，2，3)分频的单元21和22可以围绕例如按2分频模式工作的MOTOROLA公司的MC12095以及按4分频模式工作的MOTOROLA公司的MC12093标准分频器设置。
当在SRNS“Glonass”信号中采用从i=0到i=12的按字母标明的频率时，根据SRNS“GPS”和“Glonass”信号的接收和转换实例，来考虑所述装置的工作。根据“接口控制文件”使用这些按字母标明的频率[8]。所述装置工作情况如下。
由根据天线(图2中未表示)接收的信号频带L1(F1)信号的SRNS“GPS”和“Glonass”信号，提供到输入单元1的第一带通滤波器的输入端，对给定频带的信号进行频率滤波。在这一实例中的SRNS“GPS”信号占据的频带宽度△F=8.148兆赫，SRNS“Glonass”信号占据的频带宽度△F=10.838兆赫，SRNS“GPS”和“Glonass”信号的频带不交错。在这一实例中，在频率轴上由SRNS“GPS”和“Glonass”信号占据的频带位置表示在图3中，其中SRNS“GPS”信号的频带在1571.328-1579.512兆赫，SRNS“GPS”和“Glonass”信号的频带在1599.956-1610.794兆赫。
SRNS“GPS”和“Glonass”信号由滤波器17的输出端通过放大器18提供到滤波器19的输入端，其中滤波器19可以与滤波器17类似的方式构成并具有相同的幅频特性。使用通过放大器18互相连接的两个带通滤波器17和19，使得输入单元1对于例如为40兆赫的公共通频带能够实现关于频率选择性和信噪比的所需特性。
在频带L1(F1)上的SRNS“GPS”和“Glonass”信号由单元1的输出端馈送到第一信号频率转换器中单元2的输入端，其中在第一放大器3中将“GPS ”和“Glonass”信号放大，在混频器4中进行频率转换，在第二放大器5(中频放大器)中进行放大。
对于在所述装置中单元2的混频器4执行的第一频率转换，使用根据由基准频率发生器23产生的频率为15.36兆赫的基准信号借助发生器25和锁相单元24在单元20中合成的第一外差频率fa1=1413.12兆赫的信号。
作为频率转换的结果，在频率轴上由SRNS“GPS”和“Glonass”信号占据的频带位置是变化的，如图4中所示，其中SRNS“GPS”信号的频带分配范围为158.208-166.392兆赫，SRNS“GPS”和“Glonass”信号的频带分配范围为186.386-197.674兆赫。
对第一外差频率进行选择(fa1=1413.12兆赫)，以便使相关的第二外差频率(fa2=1/8fa1=176.64兆赫)位于在经转换的SRNS“GPS信号频带上的上边界和经转换的SRNS“Glonass”信号频带上的下边界之间(图4)。
来自放大器5输出端的SRNS“GPS”和“Glonass”信号在单元2中进行转换并馈送到第二信号频率转换器中的信道6和信道7的输入端即滤波器9和11的输入端。滤波器9和11每个对与SRNS对应的信号进行频带滤波，即滤波器9对SRNS“GPS”信号进行滤波，滤波器11对SRNS“Glonass”信号进行滤波。滤波器9和11具有的通频带分别为8.2和10.8兆赫，基频分别为162.3和192.3兆赫。
借助滤波器9和11滤除频带外干扰的并在信道6和信道7分频的(“GPS”和“Glonass”)信号分别馈送到混频器10和12的信号输入端。
为了在信道6和信道7的混频器10和12进行第二频率转换，所述装置根据由单元20合成的第一外差频率信号，使用借助8分频的单元21形成的第二外差频率fa2=176.64兆赫的信号。
作为第二频率转换的结果，在频率轴上由SRNS“GPS”和“Glonass”信号占据的频带位置是变化的，如图5中所示，其中图5a)为SRNS“GPS”信号(10.248-18.432兆赫)，图5b)为SRNS“Glonass”信号(10.196-21.034兆赫)。
借助于在第二频率转换器的信道6和信道7中混频器10和12转换的SRNS“GPS”和“Glonass”信号由可控增益放大器13和15放大，然后在阈值器件14和16中进行3电平(2位转换)，阈值器件14和16是2比特电平量化器，能提供所述装置所需的输出信号。
在所述装置中，借助于DAC26和27应用放大器13和15的数字增益控制，由数字处理装置或数字导航处理器(图2中未表示)接收数字控制信号。需要放大器13和15具有增益控制以维持馈送给阈值器件14和16的信号的规定电平。
在所述装置中，还根据DAC28和29通过利用2比特电平量化器使用阈值器件14和16的数字阈值均衡，DAC28和29还接收来自数字处理装置或数字导航处理器(图2中未表示)的数字控制信号。阈值器件14和16的均衡的阈值补偿它们的无源和有源元件的参数和温度涨落。
该数字控制信号从数字处理装置或数字导航处理器(图2中未表示)通过串行接口馈送给DAC26-29。
在数字导航处理器(图2中未表示)中对按照上述产生的所述装置的输出信号进行数字处理以便能得到导航信息。在初始级的这种数字处理包含对信道6和信道7输出信号的量化(数字化)，其根据单元21的输出信号，即根据通过对频率fa2的2N分频(其中N=1，2，3)得到的第二外差频率fa2=176.64兆赫的信号，准时(on time)按照利用单元22产生的时钟信号确定的时钟频率fT进行这种量化。当N=3时，时钟频率为最小值并使值fT=22.08兆赫。
为了准时进行数字化不丢失导航信息，使转换的SRNS“GPS”和“Glonass”信号和时钟信号彼此匹配，即：时钟频率值fT和经转换的SRNS“GPS”和“Glonass”信号频带的数值的比接近2N，其中N=1，2，3。
根据上述，在所述装置中，产生如下的外差频率和时钟信号：第一外差信号fa1=1413.12兆赫，第二外差信号fa2=176.64兆赫，及时钟频率值fT=fa2：2N=176.64：2N，其中N=1，2，3。在这一实例中，借助于单元21和22通过对这一频率简单地顺序进行8和2N分频，由第一外差频率信号得到第二外差频率信号和时钟信号，其中N=1，2，3。
因此，所述装置利用一个用于产生时钟和外差频率信号的公用的频率合成器(单元20)执行以按字母标明的频率从i=0到i=12频带L1(F1)同时接收和转换SRNS“GPS”和“Glonass”信号的技术任务。在这一实例中，产生的时钟信号频率与要在所述装置中转换的SRNS“GPS”和“Glonass”信号匹配。
工业应用
通过利用工业规模生产的标准的无线电电子元器件提供了所提出的装置结构实现的可能性。这种事实是根据系列生产根本上简化了装置的实施，为将所述装置应用在便携式接收机-指示器中利用SRNS“GPS”和“Glonass”信号确定位置和为由范围广泛的用户所通用建立了前提。
根据上述，很明显，本发明是可行的，可工业应用的。保证了上述技术任务的实现并具有将其应用在同时按照SRNS“GPS”和“Glonass”信号工作的便携式接收机-指示器的前景并实现导航地点位置的标准精度。
参考文献
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