專利名稱:小型化低功耗北斗rdss模塊貼片的制作方法
【專利摘要】一種小型化低功耗北斗RDSS模塊貼片，包括結(jié)構(gòu)部分和電路部分；電路部分載在PCB板上，且裝在結(jié)構(gòu)部分內(nèi)；電源管理模塊為基帶處理模塊、接收通道模塊、發(fā)射通道模塊、低噪聲放大器和功率放大器供電；電源管理模塊的電源輸入端連接外部電源；所述PCB板上分為依次相鄰的前、中和后三個區(qū)域；功率放大器位于PCB板的前部，低噪聲放大器位于PCB板的后部，基帶處理模塊位于PCB板中部的左邊，發(fā)射通道模塊和接收通道模塊一上一下位于PCB板中部的右邊；屏蔽罩罩在PCB板上，且電路部分所在區(qū)域都在屏蔽罩內(nèi)；在PCB板的左右兩邊分別設(shè)有郵票孔式引腳。本技術(shù)方案結(jié)構(gòu)簡單、體積小的優(yōu)點，可以有效防止外部干擾和內(nèi)部電磁場向外輻射，保證了信號的真實性。
【專利說明】小型化低功耗北斗RDSS模塊貼片

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明創(chuàng)造型涉及一種小型化低功耗北斗RDSS模塊貼片，屬于射頻通信器件技 術(shù)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 北斗導(dǎo)航系統(tǒng)RDSS是利用地球同步衛(wèi)星為用戶提供快速定位、簡短數(shù)字報文通 信和授時服務(wù)的一種全天候、區(qū)域性的衛(wèi)星定位系統(tǒng)，可滿足當(dāng)前我國陸、海、空運輸導(dǎo)航 定位的需求。
[0003] RDSS收發(fā)模塊是北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的重要組成部分。用戶利用RDSS收發(fā)模塊可以進(jìn) 行快速定位、簡短數(shù)字報文通信和授時，在定位、導(dǎo)航和通信領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。收發(fā)模 塊可以嵌入其它需要定位通信和授時的設(shè)備內(nèi)部，也可與天線一體安裝。
[0004] 傳統(tǒng)的RDSS模塊將LNA(低噪聲放大器）低噪放、射頻通道、PA(功率放大器）功放 和基帶處理四個功能模塊內(nèi)置于金屬腔體內(nèi)，通過連接器與外接電路的接口連接，整個產(chǎn) 品的接口復(fù)雜、體積大、功耗高，增加了再次開發(fā)的難度，且僅可使用于大型設(shè)備的開發(fā)和 應(yīng)用，無法深入推廣使用；因而研發(fā)接口簡單、體積小、功耗低的RDSS模塊顯得十分必要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本技術(shù)方案的目的在于設(shè)計出一種專注于提供一種接口簡單、體積小、功耗低的 RDSS嵌入式模塊，解決傳統(tǒng)北斗RDSS模塊體積大、功耗大、二次開發(fā)復(fù)雜等問題。本技術(shù)方 案具體如下：
[0006] -種小型化低功耗北斗RDSS模塊貼片，包括結(jié)構(gòu)部分和電路部分；電路部分載在 PCB板上，且裝在結(jié)構(gòu)部分內(nèi)；
[0007] 所述電路部分包括基帶處理模塊、接收通道模塊、發(fā)射通道模塊、低噪聲放大器、 功率放大器和電源管理模塊；電源管理模塊為基帶處理模塊、接收通道模塊、發(fā)射通道模 塊、低噪聲放大器和功率放大器供電；電源管理模塊的電源輸入端連接外部電源；（電源管 理模塊可采用電源管理芯片實現(xiàn)）。
[0008] 接收通道模塊的信號輸入端連接低噪聲放大器的信號輸出端，低噪聲放大器的 信號輸入端極為本模塊貼片的信號輸入端，接收通道模塊的信號輸出端連接基帶處理模塊 的信號輸入端；
[0009] 發(fā)射通道模塊的信號輸入端連接基帶處理模塊的信號輸出端，發(fā)射通道模塊的信 號輸出端連接功率放大器的信號輸入端，功率放大器的信號輸出端即為本本模塊貼片的信 號輸出端；
[0010] 所述PCB板上分為依次相鄰的前、中和后三個區(qū)域；功率放大器位于PCB板的前 部，低噪聲放大器位于PCB板的后部，基帶處理模塊位于PCB板中部的左邊，發(fā)射通道模塊 和接收通道模塊一上一下位于PCB板中部的右邊；
[0011] 所述結(jié)構(gòu)部分包括屏蔽罩，屏蔽罩罩在PCB板上，且電路部分所在區(qū)域都在屏蔽 罩內(nèi)；
[0012] 在PCB板的左右兩邊分別設(shè)有郵票孔式引腳。
[0013] 作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)：
[0014] 位于PCB板的左邊的郵票孔式引腳中，相鄰引腳的間距為1. 5mm，且這些引腳為與 基帶處理模塊連接的引腳；
[0015] 位于PCB板的右邊的郵票孔式引腳包括：與低噪聲放大器的信號輸入端相連的引 腳、與功率放大器的信號輸出端相連的引腳、以及用于固定本模塊貼片的引腳；PCB板的右 邊的郵票孔式引腳自上而下分別為與功率放大器的信號輸出端相連的引腳、用于固定本模 塊貼片的引腳、與低噪聲放大器的信號輸入端相連的引腳；
[0016] 與低噪聲放大器的信號輸入端相連的郵票孔式引腳中，相鄰引腳的間距為1. 5mm ; 與功率放大器的信號輸出端相連的郵票孔式引腳中，相鄰引腳的間距為1.5mm;用于固定 本模塊貼片的引腳，相鄰引腳的間距為7mm。
[0017] 所述PCB板的與屏蔽罩下沿位置對應(yīng)處布有多個接地焊盤，各個接地焊盤上都焊 接有屏蔽罩支腿，所述屏蔽罩扣接在屏蔽罩支腿上。
[0018] 所述電源管理模塊包括三組，基帶處理模塊由一組電源管理模塊供電，接收通道 模塊和低噪聲放大器由一組電源管理模塊供電，發(fā)射通道模塊和功率放大器供電由一組電 源管理模塊供電。
[0019] 所述低噪聲放大器，包括按照信號傳輸方向依次連接的帶通濾波器、低噪聲放大 器、聲表面波濾波器、低噪聲放大器和聲表面波濾波器。
[0020] 所述接收通道模塊，采用的是博納雨田公司研發(fā)的BN612北斗單收芯片。
[0021] 本技術(shù)方案的優(yōu)點：
[0022] 本技術(shù)方案應(yīng)用在北斗導(dǎo)航領(lǐng)域用于接收和發(fā)送射頻信號，體積可以減小到 58mmX38mmX 3. 5mm，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小的優(yōu)點。本技術(shù)方案的各功能電路嵌入在一個 屏蔽罩貼片內(nèi)，均可以有效防止外部干擾和內(nèi)部電磁場向外輻射，保證了信號的真實性。本 技術(shù)方案中的電源管理單元，優(yōu)化電源配置，使得本技術(shù)方案的功耗較低。本技術(shù)方案預(yù)留 10接口，便于用戶二次開發(fā)。本技術(shù)方案生產(chǎn)采用先將器件及屏蔽罩支腿焊接在多層PCB 上，然后再將屏蔽罩扣在屏蔽罩支腿上。主要元器件在扣屏蔽罩前，都是裸露的，方便調(diào)試 及維修，利于批量生產(chǎn)。本技術(shù)方案采用郵票孔貼片安裝，便于整機客戶的集成與生產(chǎn)的同 時，大大提高整機設(shè)備的可靠性。

【附圖說明】

：
[0023] 圖1 :本發(fā)明創(chuàng)造實施例外觀及對外接口的尺寸、定義圖；其中1為屏蔽罩；
[0024] 圖2 :本發(fā)明創(chuàng)造實施例各功能模塊分布圖；
[0025] 圖3 :本發(fā)明創(chuàng)造電原理框圖；
[0026] 圖4 :本發(fā)明創(chuàng)造實施例的電原理框圖。

【具體實施方式】：
[0027] 下面結(jié)合附圖與【具體實施方式】對本技術(shù)方案進(jìn)一步說明如下：
[0028] -種小型化低功耗北斗RDSS模塊貼片，包括結(jié)構(gòu)部分和電路部分，電路部分載在 PCB板上，裝在結(jié)構(gòu)部分內(nèi)；
[0029] 所述電路部分包括基帶處理模塊、接收通道模塊、發(fā)射通道模塊、低噪聲放大器、 功率放大器和電源管理模塊；電源管理模塊為基帶處理模塊、接收通道模塊、發(fā)射通道模 塊、低噪聲放大器和功率放大器供電；電源管理模塊的電源輸入端連接外部電源；
[0030] 接收通道模塊的信號輸入端連接低噪聲放大器的信號輸出端，低噪聲放大器的信 號輸入端極為本模塊貼片的信號輸入端，接收通道模塊的信號輸出端連接基帶處理模塊的 信號輸入端；
[0031] 發(fā)射通道模塊的信號輸入端連接基帶處理模塊的信號輸出端，發(fā)射通道模塊的信 號輸出端連接功率放大器的信號輸入端，功率放大器的信號輸出端即為本模塊貼片的信 號輸出端；
[0032] 所述PCB板上分為依次相鄰的前、中和后三個區(qū)域；功率放大器位于PCB板的前 部，低噪聲放大器位于PCB板的后部，基帶處理模塊位于PCB板中部的左邊，發(fā)射通道模塊 和接收通道模塊一上一下位于PCB板中部的右邊；
[0033] 所述結(jié)構(gòu)部分包括屏蔽罩，屏蔽罩罩在PCB板上，且五個電路模塊所在區(qū)域都在 屏蔽罩內(nèi)；
[0034] 在PCB板的左右兩邊分別設(shè)有郵票孔式引腳。
[0035] 位于PCB板的左邊的郵票孔式引腳中，相鄰引腳的間距為1. 5mm ;
[0036] 位于PCB板的右邊的郵票孔式引腳包括：與低噪聲放大器的信號輸入端相連的引 腳、與功率放大器的信號輸出端相連的引腳、以及用于固定本模塊貼片的引腳；PCB板的右 邊的郵票孔式引腳自上而下分別為與低噪聲放大器的信號輸入端相連的引腳、與功率放大 器的信號輸出端相連的引腳、以及用于固定本模塊貼片的引腳；
[0037] 與低噪聲放大器的信號輸入端相連的郵票孔式引腳中，相鄰引腳的間距為1. 5mm ; 與功率放大器的信號輸出端相連的郵票孔式引腳中，相鄰引腳的間距為1.5mm;用于固定 本模塊貼片的引腳，相鄰引腳的間距為7mm。
[0038] 所述PCB板的與屏蔽罩下沿位置對應(yīng)處布有多個接地焊盤，各個接地焊盤上都焊 接有屏蔽罩支腿，所述屏蔽罩扣接在屏蔽罩支腿上。
[0039] 所述電源管理模塊包括三組，基帶處理模塊由一組電源管理模塊供電，接收通道 模塊和低噪聲放大器由一組電源管理模塊供電，發(fā)射通道模塊和功率放大器供電由一組電 源管理模塊供電。
[0040] 所述低噪聲放大器，包括按照信號傳輸方向依次連接的帶通濾波器、低噪聲放大 器、聲表面波濾波器、低噪聲放大器和聲表面波濾波器。
[0041] 所述接收通道模塊，采用的是博納雨田公司研發(fā)的BN612北斗單收芯片。
[0042] 在使用時候，本模塊貼片設(shè)有數(shù)個郵票孔，通過郵票孔焊盤將本北斗RDSS模塊貼 片固定在外部的擴展PCB板上。
[0043] 屏蔽架支腿采用焊接的方式固定在多層PCB主板的接地焊盤上，屏蔽罩待器件與 屏蔽罩架腿貼片完畢后直接扣在屏蔽罩支腿上方。屏蔽架支腿含有多根筋條，與多層PCB 上的接地焊盤進(jìn)行焊接，組成隔腔，進(jìn)行射頻隔離。
[0044] 如圖1所示，本例中，多層PCB板上設(shè)有郵票孔，用于小型化低功耗北斗RDSS模塊 貼片與外圍擴展板之間的焊接。郵票孔焊盤的數(shù)量與實際實現(xiàn)的電路相對應(yīng)，其焊盤間的 間距包括：1. 5mm及7mm兩種，焊盤的長度為與實際實現(xiàn)的電路相對應(yīng)，郵票孔各引腳的定 義如圖1所示。
[0045] 如圖2所示，屏蔽罩內(nèi)分RDSS低噪聲放大器、接收通道、發(fā)射通道、功率放大器、基 帶處理五個功能模塊單元；各功能模塊單元分別置于屏蔽罩支腿與多層PCB板組成的射頻 隔腔內(nèi)，電源管理模塊分別置于各功能模塊內(nèi)。
[0046] 所述的RDSS低噪聲放大器單元，最多由一個帶通濾波器（或高通濾波器，即帶通 濾波器的特定形式）、兩級低噪放芯片和兩級聲表面波濾波器SAW組成。此種設(shè)計優(yōu)點在 于，可以保證RDSS低噪聲放大器單元的輸出有足夠的線性度的同時也可對發(fā)射端的1. 6G 發(fā)射信號進(jìn)行抑制。
[0047] 所述的接收通道，采用的是博納雨田公司研發(fā)的BN612北斗單收芯片。此芯片采 用兩次變頻結(jié)構(gòu)。前端由低噪放（LNA)和混頻器組成，放大衛(wèi)星輸入信號并下變頻到第一 中頻信號213MHz。外置中頻SAW濾波器作用是濾掉鏡像信號和帶外干擾信號。第二個混 頻I/Q下變頻器將第一中頻信號變?yōu)?2. 24MHz中頻信號。中頻可變增益放大器（VGA)和 低通濾波器（LPF)完成ldB步進(jìn)增益控制?？勺冊鲆娣糯笃鳎╒GA)在I/Q鏈路間有增益精 調(diào)的功能。通過內(nèi)置的自動增益控制（AGC)環(huán)路，輸出信號電平可以保持在差分峰-峰值 IV。接收通道既可以提供模擬中頻信號，又可以提供2位量化信號。同時BN612還可以為 基帶芯片提供一 50M的時鐘信號。同其他方案相比，減少了器件、節(jié)約了成本的同時，此時 鐘可控，減少了調(diào)試難度及增加了對基帶處理部分的控制方式。
[0048] 所述的發(fā)射通道由鎖相環(huán)電路、調(diào)制器及SAW濾波器組成。此方案利用成熟的鎖 相環(huán)電路來產(chǎn)生發(fā)射載波的本振，調(diào)制器將基帶的bpsk信號調(diào)制到發(fā)射的載波上，濾波器 用來濾除調(diào)制器中產(chǎn)生的各次諧波和雜波。
[0049] 所述的功率放大器單元，是以博納雨田產(chǎn)BN161P功放芯片為核心。此芯片在5V 供電下可輸出37dBm的功率，輸入功率范圍為6?10dBm。當(dāng)調(diào)制器后的輸出功率無法滿足 該芯片的輸入要求時，可在調(diào)制器的后端加N級驅(qū)動來滿足BN161的輸入要求。BN161P通 過北斗RDSS基帶專用芯片提供的使能，實現(xiàn)發(fā)射控制。
[0050] 所述的基帶處理部分，采用北斗RDSS專用基帶芯片，實現(xiàn)對中頻數(shù)字信號的解調(diào) 處理，并與用戶級進(jìn)行通信；將用戶需發(fā)送的信息調(diào)制成BPSK信號，同時北斗RDSS專用基 帶芯片還為功率放大單元提供使能信號。此外，此方案將北斗RDSS專用基帶芯片的串口及 I/O口通過郵票孔焊盤引出，用戶可以根據(jù)使用需要，直接對I/O口進(jìn)行配置，達(dá)到其想要 的功能。這樣就簡化了開發(fā)流程。
[0051] 所述的電源處理部分，由接收電源、發(fā)射電源極基帶電源三部分組成。對外接口中 包含接收電源極發(fā)射電源兩個電源接口，便于用戶進(jìn)行設(shè)計。這樣做的優(yōu)點是可以針對各 部分的供電要求來設(shè)計電源，同時也可以避免電源間的相互干擾，影響北斗RDSS模塊貼片 的正常工作。
[0052] 采用此方案小型化低功耗北斗RDSS模塊貼片技術(shù)指標(biāo)主要是：
[0053] (1)輸入電源
[0054] 電源接口包含：VCCRX和VCCTX，其中VCCRX用于模塊的接收，VCCTX用于模塊的發(fā) 射。
[0055] 接收狀態(tài)（VCCRX) : ?工作電壓：+3.5V?+5. 2V
[0056] ?典型電壓：+3.7V
[0057] ?工作電流：140mA
[0058] 發(fā)射狀態(tài)（VCCTX): ?工作電壓：+4.9V?+5. 2V
[0059] ?典型電壓：+5V
[0060] ?工作電流：蘭3. 0A
[0061] (2)功耗：
[0062]不發(fā)射時：S0.52W
[0063]發(fā)射時 K15W
[0064] (3)性能指標(biāo)：

【權(quán)利要求】
1. 一種小型化低功耗北斗RDSS模塊貼片，包括結(jié)構(gòu)部分和電路部分；電路部分載在 PCB板上，且裝在結(jié)構(gòu)部分內(nèi)，其特征是 所述電路部分包括基帶處理模塊、接收通道模塊、發(fā)射通道模塊、低噪聲放大器、功率 放大器和電源管理模塊；電源管理模塊為基帶處理模塊、接收通道模塊、發(fā)射通道模塊、低 噪聲放大器和功率放大器供電；電源管理模塊的電源輸入端連接外部電源； 接收通道模塊的信號輸入端連接低噪聲放大器的信號輸出端，低噪聲放大器的信號輸 入端極為本模塊貼片的信號輸入端，接收通道模塊的信號輸出端連接基帶處理模塊的信號 輸入端； 發(fā)射通道模塊的信號輸入端連接基帶處理模塊的信號輸出端，發(fā)射通道模塊的信號輸 出端連接功率放大器的信號輸入端，功率放大器的信號輸出端即為本模塊貼片的信號輸出 端； 所述PCB板上分為依次相鄰的前、中和后三個區(qū)域；功率放大器位于PCB板的前部，低 噪聲放大器位于PCB板的后部，基帶處理模塊位于PCB板中部的左邊，發(fā)射通道模塊和接收 通道模塊一上一下位于PCB板中部的右邊； 所述結(jié)構(gòu)部分包括屏蔽罩，屏蔽罩罩在PCB板上，且電路部分所在區(qū)域都在屏蔽罩內(nèi)； 在PCB板的左右兩邊分別設(shè)有郵票孔式引腳。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型化低功耗北斗RDSS模塊貼片，其特征是位于PCB板的 左邊的郵票孔式引腳中，相鄰引腳的間距為I. 5mm，且這些引腳為與基帶處理模塊連接的引 腳； 位于PCB板的右邊的郵票孔式引腳包括：與低噪聲放大器的信號輸入端相連的引腳、 與功率放大器的信號輸出端相連的引腳、以及用于固定本模塊貼片的引腳；PCB板的右邊 的郵票孔式引腳自上而下分別為與功率放大器的信號輸出端相連的引腳、用于固定本模塊 貼片的引腳、與低噪聲放大器的信號輸入端相連的引腳； 與低噪聲放大器的信號輸入端相連的郵票孔式引腳中，相鄰引腳的間距為1.5_;與 功率放大器的信號輸出端相連的郵票孔式引腳中，相鄰引腳的間距為I. 5_ ;用于固定本 模塊貼片的引腳，相鄰引腳的間距為7mm。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型化低功耗北斗RDSS模塊貼片，其特征是所述PCB板的與 屏蔽罩下沿位置對應(yīng)處布有多個接地焊盤，各個接地焊盤上都焊接有屏蔽罩支腿，所述屏 蔽罩扣接在屏蔽罩支腿上。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型化低功耗北斗RDSS模塊貼片，其特征是所述電源管理模 塊包括三組，基帶處理模塊由一組電源管理模塊供電，接收通道模塊和低噪聲放大器由一 組電源管理模塊供電，發(fā)射通道模塊和功率放大器供電由一組電源管理模塊供電。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型化低功耗北斗RDSS模塊貼片，其特征是所述低噪聲放大 器，包括按照信號傳輸方向依次連接的帶通濾波器、低噪聲放大器、聲表面波濾波器、低噪 聲放大器和聲表面波濾波器。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型化低功耗北斗RDSS模塊貼片，其特征是所述接收通道模 塊，采用的是博納雨田公司研發(fā)的BN612北斗單收芯片。
【文檔編號】H04B1-40GK204272106SQ201420689041
【發(fā)明者】張文 [申請人]江蘇博納雨田通信電子有限公司