設計成功的GPS 射頻前端實物如圖3 和圖4 所示。該電路扳的接口共有4 個，分別為: 電源接口、RF輸入接口、中頻輸出接門以及基帶處理器連接接口。各端口描述如下。

( 1) 電源接口: 外接5 V 的直流電壓，經LM1117電源模塊輸出給GP2010 及天線3.3 V 的工作電壓。

( 2) RF 輸入接口: 接前面設計的有源天線。

( 3) 中頻輸出接口: 該接口輸出4.309 MHz 的模擬中頻信號，其直流偏置電壓約為1. 7 V。

( 4) 基帶處理器連接接口: 該接口有14 個管腳，該端口主要輸出量化的數字中頻信號以及其他控制信號,同時，5.714 MHz 的采樣信號也通過該端口進入GP2010。

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圖3?? 接收機前端電路板( 正面)

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圖4?? 接收機前端電路板( 底面)

3?? 前端測試結果與分析

為了定性了解所設計的GPS 射頻前端性能，需要對其進行主要指標測試，包括下面幾個部分: 一為輸入端口駐波比測試; 二為射頻前端變頻能力測試; 三為射頻前端整體增益測試; 四為射頻前端整體噪聲系數測試。但是由于實驗室的實驗設備有限，所以只對電路板的前端變頻能力和整體增益進行測試，下面分別給出測試平臺結構及測試結果。

3. 1?? 射頻前端變頻能力測試

通過GT 201 掃頻儀輸出一個正弦信號，用AT6030D 頻譜分析儀測量各級的輸出頻率。由于掃頻儀比較難調出一個精確的1 575. 42 MHz 的信號，只能調出附近值，本次實驗輸出信號頻率為1 575.25 MHz。

射頻信號經過第一級混頻器和1 400 MHz 的本振信號進行混頻，輸出的第一中頻理論值應為175. 25 MHz,實際測量值為175. 57 MHz，可以看出測量值和理論值基本上差不多。第一中頻信號進入第二級混頻器，本振信號為140 MHz，第二中頻理論值應為35. 57 MHz，實測值也是35. 57 MHz。第二中頻再進入第三級混頻器，第三級混頻的本振信號為31. 11 MH z，那么第三中頻輸出的理論值為4. 46 MHz，實測為4. 42 MHz，各級頻率如表1 所示。

表1?? 各級頻率理論值和實測值

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3. 2?? 增益測試

由于該射頻前端的射頻輸入端口阻抗為50Ω，而GP2010 的模擬中頻輸出端口的阻抗非50Ω，為1 000 Ω 。因此，增益的大小只能通過電壓的增益來判斷。輸入射頻信號由信號發生器輸出，如圖5 所示，中頻模擬信號的輸出幅度由DS1102CA 示波囂進行測量，如圖6 所示。通過對比射頻輸入信號和中頻輸出信號的電壓幅度可以得到整個前端的增益。

圖5?? 射頻輸入信號

從圖5 可以看出，GPS 射頻前端的信號功率為- 90 dBm，轉化為電壓是7. 07 uV 。由圖6 示波器測試得到的射頻前端中頻輸出端口波形可以看出，此時的信號幅度為22 mV，通過計算信號前后的電壓增益，可知前端的整體增益大致為70 dB。如果再加上整個射頻電纜的損耗，那么整個前端的增益差不多為72 dB。

圖6? 中頻信號輸出

4?? 結? 語

該設計對硬件電路板、測試過程以及結果進行了分析，主要測試了變頻結果和整體增益大小，從測試結果可以得出: 設計得到的GPS 射頻前端可以比較好地完成下變頻，而對于放大部分，由于實驗儀器的限制，只能測試到72 dBm，這些寶貴的數據，對于進一步對GPS前端系統的研究將起到重要的作用。