北斗RNSS/RDSS多模手持終端設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　1 硬件部分

　　1.1 RNSS/RDSS模塊部分

　　北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)，是繼美全球定位系統(tǒng)(GPS)和俄GLONASS之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。系統(tǒng)中，RNSS指無源定位系統(tǒng)，RDSS指有源定位系統(tǒng)。

　　RNSS模塊采用國(guó)騰公司的1010B模塊。模塊參數(shù)和性能如下：能夠同時(shí)支持北斗二代 B1、GPS L1兩個(gè)頻點(diǎn)，采用SMD緊湊封裝，尺寸大小為10mm*10mm，具有捕獲靈敏度：-148dBm，跟蹤靈敏度：-165dBm，定位精度3m。供電電壓3.3V，平均功耗不大于40mW。通信協(xié)議為NMEA 0183，串口(UART)通信。

　　北斗RDSS模塊采用公司自研的GY003A模塊。模塊參數(shù)和性能如下：支持北斗短報(bào)文收發(fā)。接收頻率2491.75 MHz，發(fā)射頻率1615.68 MHz。采用鋁制模塊封裝，尺寸大小為50mm*45mm*13.5mm，具有接收靈敏度-127.6 dBm,發(fā)射功率5W。供電電壓5V，待機(jī)功耗0.8W。通信協(xié)議為《北斗用戶機(jī)數(shù)據(jù)接口協(xié)議4.0版》。

　　多模天線參數(shù)如下：天線尺寸為18mm*45mm*8mm，駐波比小于1.5，輸入阻抗 50歐姆，接頭形式為MCX-K。

　　1.2 微控制器控制部分

　　主芯片采用ST公司的STM32F103C8T6微控制器，該微控制器內(nèi)核為ARM 32-bit Cortex™-M3、72MHz主頻、內(nèi)部128KFLASH、20K RAM、LQFP48封裝、12位ADC、3個(gè)串口、27個(gè)I/O口。

　　1.3 電源部分

　　鋰電池充電電路中，鋰電池工作電壓為7.4V-8.4V，鋰電池充電電路采用凌特公司的LTC4002EDD-8.4芯片。

　　RDSS模塊工作電壓為5V，最大工作電流為3.5A。供電方案選擇為凌特公司的LTC3633EUFD#PBF，QFN28封裝。該芯片為兩路DC/DC，供電電壓為3.6V-15V，輸出電壓主要為12V和5V(電壓可調(diào))，轉(zhuǎn)換效率最大到95%。由于系統(tǒng)工作電流超出芯片單路最大電流，本方案采用兩路合并措施，反饋電路采用同一路反饋電路，調(diào)制頻率采用固定模式2MHz。

　　1.4 PCB設(shè)計(jì)部分

　　板卡設(shè)計(jì)為4層，上層放置芯片元器件，底層放置RDSS模塊和鋰電池。中間兩層為電源層和地層。PCB板分為4部分，第一部分為充電電路部分，第二部分為RDSS模塊供電部分，第三部分為微控制器供電部分，第四部分為主控電路部分。RDSS模塊功率大，地層網(wǎng)絡(luò)和其他地層分開布線，最后用磁珠相連。微控制器晶振電路采用特殊包地處理，防止外部尖峰電壓影響時(shí)鐘。RNSS模塊射頻電路采用50歐姆匹配阻抗控制，信號(hào)線外圍用地包圍控制，防止外部干擾。RDSS供電電路采用大面積覆銅處理，地連接處，密集打過孔，使地連接良好。

　　RDSS模塊供電芯片LTC3633PCB設(shè)計(jì)時(shí)，將電感靠近芯片，去耦電容也靠近芯片，芯片下方的地打過孔，使其接地良好。電源走線采用SHAPE方式。如圖1所示。