一种北斗卫星信号模拟器及其实现方法

摘要

本发明公开一种北斗卫星信号模拟器及其实现方法，主要由电源模块、时钟模块、液晶显示模块、单片机、FPGA处理模块、数模转换模块、上变频模块和信号衰减模块组成。电源模块部分完成一般220V交流电到单片机、FPGA、上变频等模块的5V和3.3V供电；时钟主要给单片机、FPGA、上变频提供标准的时钟频率；单片机主要进行12864液晶屏的显示控制、FPGA的控制、上变频模块的功率控制；FPGA主要进行GPS信号的生成，输出低中频的GPS数字信号；D/A模块完成FPGA的数字信号转换为低中频的模拟信号；上变频模块将低中频的GPS模拟信号转换为和室外GPS卫星一致的标称射频信号。本发明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。

主权项

一种北斗卫星信号模拟器，包括模拟器，其特征是：所述模拟器主要由电源模块、时钟模块、液晶显示模块、单片机、FPGA处理模块、数模转换模块、上变频模块组成和信号衰减模块；其中，单片机：首先通过串口与外部PC机相连，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信号衰减模块；然后将接收到的卫星号发送到FPGA处理模块，实现单片机对FPGA处理模块的控制；同时控制模拟器的工作参数在液晶显示模块上进行显示；FPGA处理模块：首先根据单片机发来的卫星号，通过查表的方法生成相应卫星号的导航电文；然后在码元相位和码频率字的控制下，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；最后根据所设置的中频载波，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，完成对载波的BPSK调制，将调制的数据流信号经过成型滤波器，然后将各通道数字中频北斗信号叠加后输出，送入到数模转换模块；数模转换模块：把来自FPGA处理模块的已调制的数字中频北斗卫星信号转换为模拟北斗卫星信号，在通过模拟带通滤波器后输出给上变频模块；上变频模块：接收数模转换模块转换后的模拟北斗卫星信号，将低中频的模拟北斗卫星信号经过上变频，变频到和室外北斗卫星信号一致的标称射频信号，送入信号衰减模块；信号衰减模块；该信号衰减模块串接在上变频模块和北斗卫星信号输出口之间；信号衰减模块将上变频模块输出的射频信号的功率大小反馈至单片机，单片机根据设定的信号输出功率大小，控制信号衰减模块对上变频模块输出的射频信号进行衰减，以调整北斗卫星信号输出口输出的射频信号发射的功率大小；最后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。