CN109004946A - 宽频段Lora通信终端天线 - Google Patents

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童伟
刘裕
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    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits

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Abstract

本发明公开了一种宽频段Lora通信终端天线，包括：MCU微处理单元，将发射信息传递给Lora收发器，其将接收的所述发射信息转化成调制的射频信号，射频信号通过发射通道传送给射频开关，其将射频信号通过天线辐射至空间；所述发射通道，包括依次连接的发射射频匹配电路、发射天线匹配电路；射频开关，其可将射频开关电路切换连接于所述接收通道或者所述发射通道；所述MCU微处理单元通讯连接所述射频开关，并控制所述射频开关切换到发射通道，使得射频开关电路与发射天线匹配电路连接。本发明具有能大大改善现有的Lora通信终端射频链路中的天线效率，提高通信覆盖范围的优点，可广泛应用于宽频段Lora通信终端天线技术领域。

Description

宽频段Lora通信终端天线
技术领域
本发明涉及宽频段Lora通信终端天线技术领域。更具体地说，本发明涉及一种宽频段Lora通信终端天线。
背景技术
随着物联网产业的飞速发展，市场上涌现了较多应用于物联网领域的通信技术，如WIFI、Bluetooth、Zigbee、Sigfox、Lora及NB-IOT等。这其中Lora以其低功耗、远距离、抗干扰强、成本低、组网灵活等特点正被越来越多的人选择成为物联网应用的核心技术解决方案。在Lora物联网组网(LoraWan)结构中，Lora通信终端以其数量庞大、支持的传感器种类以及应用解决方案众多，成为LoraWan网络的非常重要的组成部分。Lora通信终端受限于尺寸、成本以及安装环境的要求，往往采取小尺寸天线(如单极子天线、弹簧天线等)。而这些天线的有效带宽通常较窄，在宽频段应用(如CN470、US915)时导致在边缘频率时天线驻波比急剧增加，大大缩小通信覆盖范围，无法发挥Lora技术的远距离优势。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种能大大改善现有的Lora通信终端射频链路中的天线效率，提高通信覆盖范围的宽频段Lora通信终端天线。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种宽频段Lora通信终端天线，包括：
MCU微处理单元，将发射信息传递给Lora收发器，其根据接收到的发射信息调整工作模式为发射状态并将发射信息转化成调制的射频信号，射频信号通过发射通道传送给射频开关，其将射频信号通过天线辐射至空间；
所述发射通道，包括依次连接的发射射频匹配电路、发射天线匹配电路；
射频开关，其可将射频开关电路切换连接于所述接收通道或者所述发射通道；
其中，所述MCU微处理单元通讯连接所述射频开关，并控制所述射频开关切换到发射通道，使得射频开关电路与发射天线匹配电路连接。
优选地，所述接收通道包括依次连接的接收天线匹配电路、接收射频匹配电路；
所述MCU微处理单元，将接收控制信息传递给Lora收发器，其根据接收到的接收控制信息调整工作模式为接收状态；
所述射频开关将天线从空间接收到的射频信号传递到接收通道，其将射频信号传递给Lora收发器，其将接收到的射频信号解调、还原信息后传输给MCU微处理单元；
其中，所述MCU微处理单元通讯连接所述射频开关，并控制所述射频开关切换到接收通道，使得射频开关电路与接收天线匹配电路连接。
优选地，所述射频开关与天线之间通过射频线缆连接。
优选地，天线与射频开关是通过带阻抗控制的微带走线连接。
优选地，所述的宽频段Lora通信终端天线，还包括电源模块，其分别与所述MCU处理器系统、Lora收发器连接并给二者供电。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明提供的宽频段Lora通信终端天线，在现有的Lora通信终端射频链路中，通过分别在接收以及发射通道中各增加一级天线匹配电路，使得Lora通信终端工作在接收状态时，通过接收天线匹配电路将天线阻抗调整到接收工作频段；在发射状态时，通过发射天线匹配电路将天线阻抗调整到发射工作频段。使得在较宽的工作频段范围内，天线均有较佳的驻波比表现，增加通信距离，同时不更改天线形式和尺寸，特别在安装环境受限或者成本有限的项目中有较大的优势。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明实施例1与对比例1的波驻比的对比图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1-2所示，本发明提供一种宽频段Lora通信终端天线，包括：
MCU微处理单元，将发射信息传递给Lora收发器，其根据接收到的发射信息调整工作模式为发射状态并将发射信息转化成调制的射频信号，射频信号通过发射通道传送给射频开关，其将射频信号通过天线辐射至空间；
所述发射通道，包括依次连接的发射射频匹配电路、发射天线匹配电路；
射频开关，其可将射频开关电路切换连接于所述接收通道或者所述发射通道；
其中，所述MCU微处理单元通讯连接所述射频开关，并控制所述射频开关切换到发射通道，使得射频开关电路与发射天线匹配电路连接。
在另一种技术方案中，所述接收通道包括依次连接的接收天线匹配电路、接收射频匹配电路；
所述MCU微处理单元，将接收控制信息传递给Lora收发器，其根据接收到的接收控制信息调整工作模式为接收状态；
所述射频开关将天线从空间接收到的射频信号传递到接收通道，其将射频信号传递给Lora收发器，其将接收到的射频信号解调、还原信息后传输给MCU微处理单元；
其中，所述MCU微处理单元通讯连接所述射频开关，并控制所述射频开关切换到接收通道，使得射频开关电路与接收天线匹配电路连接。
在该种技术方案中，MCU微处理单元通过SPI接口给Lora收发器下发接收指令，告知其工作频点、带宽、扩频因子等配置信息，Lora收发器调整自身的工作模式为接收状态、同时配置好相应的工作频点、带宽、扩频因子等。MCU微处理单元同时通过通用输入输出端口，控制前端射频开关切换到接收通道。此时如果空间有符合条件的Lora信号、终端通信模块将通过天线接收到，Lora收发器负责将接收到的Lora信号进行下变频、解调、拆包还原信息，并通过SPI接口上传到MCU微处理单元。由于接收通道中间增加了一级天线匹配电路，天线的谐振点将自动调整到接收频段，从而增强了终端通信模块的接收能力及通信效果。
MCU微处理单元通过SPI接口给Lora收发器下发发射指令，告知其工作频点、带宽、扩频因子、功率等配置信息，并将原始信息传递给Lora收发器。Lora收发器调整自身的工作模式为发射状态、同时配置好相应的工作频点、带宽、扩频因子、功率等，并将MCU微处理单元传递过来的原始信息进行分组打包、完成Lora信号调制、上变频为射频信号。MCU微处理单元同时通过通用输入输出端口，控制前端射频开关切换到发射通道。已调制的Lora信号通过天线辐射到空间中去。由于发射通道中间增加了一级天线匹配电路，天线的谐振点将自动调整到发射频段，从而增强了终端通信模块的辐射效率及通信覆盖范围。
本发明的组成如图1所示，主要分两个组成部分：
1、MCU微处理单元
由基于通用ARM处理器实现，拥有SPI、UART以及GPIO等接口，附带一定的RAM和Flash存储空间，其用于存储底层驱动程序，主要功能是通过SPI接口和Lora收发器芯片进行数据、控制交互，实现对Lora收发器的寄存器配置、工作状态控制及切换、复位等功能。同时，MCU微处理单元对射频开关进行同步控制，当Lora收发器切换到接收工作状态时，射频开关的接收通道处于导通、发射通道处于隔离状态；当Lora收发器切换到发射工作状态时，射频开关的发射通道处于导通、接收通道处于隔离状态。
2、Lora收发器及射频、天线匹配系统
该部分除了Lora收发器、射频匹配电路、射频开关电路以及天馈电路外，还特别在射频匹配电路和射频开关电路之间增加调整天线阻抗的天线匹配电路。使得Lora通信终端工作在接收状态时，通过接收天线匹配电路将天线阻抗调整到接收工作频段；在发射状态时，通过发射天线匹配电路将天线阻抗调整到发射工作频段。使得在较宽的工作频段范围内，天线均有较佳的驻波比表现，增加通信距离，同时不更改天线形式和尺寸。特别在安装环境受限或者成本较为敏感的项目中有较大的优势和收益。
在另一种技术方案中，所述射频开关与天线之间通过射频线缆连接。
在另一种技术方案中，天线与射频开关是通过带阻抗控制的微带走线连接。
在另一种技术方案中，所述的宽频段Lora通信终端天线，还包括电源模块，其分别与所述MCU处理器系统、Lora收发器连接并给二者供电。
对比例一
现有的Lora通信终端射频链路，监测其波驻比。
实施例一
在现有的Lora通信终端射频链路中，分别在在接收以及发射通道中各增加一级天线匹配电路，并监测其波驻比。
实施例一及对比例一的结果如图2所示，将图2中的三条曲线依据其最低点的左右顺序，从左至右依次命名为第一曲线、第二曲线、第三曲线。
第二曲线为对比例一的天线原始状态，谐振点在490M附近，在470M以及510M边带频点驻波比(VSWR)很差；
第一曲线为实施例一切换到接收时的状态，谐振点变到480M附近、保证470-490M整个接收频段都有一个较好的驻波比(VSWR)；
第三曲线为实施例一切换到发射时的状态，谐振点变到505M附近、保证500-510M整个发射频段都有一个较好的驻波比(VSWR)。
其中，对比例一的曲线只有一条曲线即第二曲线的原因如下：现有的Lora通信终端没有专门增加天线匹配电路，而只有射频匹配电路，故其无论切换到接收或者发射状态，曲线基本不发生变化。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.一种宽频段Lora通信终端天线，其特征在于，包括：
MCU微处理单元，将发射信息传递给Lora收发器，其根据接收到的发射信息调整工作模式为发射状态并将发射信息转化成调制的射频信号，射频信号通过发射通道传送给射频开关，其将射频信号通过天线辐射至空间；
所述发射通道，包括依次连接的发射射频匹配电路、发射天线匹配电路；
射频开关，其可将射频开关电路切换连接于所述接收通道或者所述发射通道；
其中，所述MCU微处理单元通讯连接所述射频开关，并控制所述射频开关切换到发射通道，使得射频开关电路与发射天线匹配电路连接。
2.如权利要求1所述的宽频段Lora通信终端天线，其特征在于，所述接收通道包括依次连接的接收天线匹配电路、接收射频匹配电路；
所述MCU微处理单元，将接收控制信息传递给Lora收发器，其根据接收到的接收控制信息调整工作模式为接收状态；所述射频开关将天线从空间接收到的射频信号传递到接收通道，其将射频信号传递给Lora收发器，其将接收到的射频信号解调、还原信息后传输给MCU微处理单元；
其中，所述MCU微处理单元通讯连接所述射频开关，并控制所述射频开关切换到接收通道，使得射频开关电路与接收天线匹配电路连接。
3.如权利要求1所述的宽频段Lora通信终端天线，其特征在于，所述射频开关与天线之间通过射频线缆连接。
4.如权利要求1所述的宽频段Lora通信终端天线，其特征在于，天线与射频开关是通过带阻抗控制的微带走线连接。
5.如权利要求1所述的宽频段Lora通信终端天线，其特征在于，还包括电源模块，其分别与所述MCU处理器系统、Lora收发器连接并给二者供电。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110650405A (zh) * 2019-10-22 2020-01-03 Oppo（重庆）智能科技有限公司 无线耳机控制系统、方法、装置及存储介质
CN112637370A (zh) * 2021-03-10 2021-04-09 武汉慧联无限科技有限公司 一种数据处理方法、装置、设备及存储介质

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160134254A1 (en) * 2014-11-10 2016-05-12 Honeywell International Inc. Parameter scanned tunable antenna
US20160254592A1 (en) * 2013-01-18 2016-09-01 Microsoft Technology Licensing, Llc Utilization of Antenna Loading for Impedance Matching
CN106357296A (zh) * 2016-10-18 2017-01-25 杭州隽德科技有限公司 基于lora调制模式的UART接口物联网无线收发器
CN207123937U (zh) * 2017-08-01 2018-03-20 金卡智能集团股份有限公司 一种计量仪表抄表系统及其通信转发装置
CN207427546U (zh) * 2017-10-26 2018-05-29 成都菁汇科技有限公司 一种广域网无线路灯终端设备

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160254592A1 (en) * 2013-01-18 2016-09-01 Microsoft Technology Licensing, Llc Utilization of Antenna Loading for Impedance Matching
US20160134254A1 (en) * 2014-11-10 2016-05-12 Honeywell International Inc. Parameter scanned tunable antenna
CN106357296A (zh) * 2016-10-18 2017-01-25 杭州隽德科技有限公司 基于lora调制模式的UART接口物联网无线收发器
CN207123937U (zh) * 2017-08-01 2018-03-20 金卡智能集团股份有限公司 一种计量仪表抄表系统及其通信转发装置
CN207427546U (zh) * 2017-10-26 2018-05-29 成都菁汇科技有限公司 一种广域网无线路灯终端设备

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110650405A (zh) * 2019-10-22 2020-01-03 Oppo（重庆）智能科技有限公司 无线耳机控制系统、方法、装置及存储介质
CN112637370A (zh) * 2021-03-10 2021-04-09 武汉慧联无限科技有限公司 一种数据处理方法、装置、设备及存储介质
CN112637370B (zh) * 2021-03-10 2021-06-18 武汉慧联无限科技有限公司 一种数据处理方法、装置、设备及存储介质

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