CN207601662U - 一种用于远程控制的功率发射模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于远程控制的功率发射模块，包括：包括遥控器射频输出模块、増程射频输入模块、定向耦合器、功率检波器、收发切换电路模块、第一收发切换开关、第二收发切换开关、低噪声放大器、带通滤波器、功率放大器及天线，其中，第一收发切换开关和第二收发切换开关之间分为两路电路，一路电路(LNA电路)包括低噪声放大器、带通滤波器，另一路电路(PA电路)包括功率放大器，以控制信号的接收与发射。本实用新型通过上述电路可将低增益的2.4G信号放大以实现超远距离无线传输及控制。

Description

一种用于远程控制的功率发射模块

技术领域

本实用新型涉及信号放大技术领域，尤其涉及一种用于远程控制的功率发射模块。

背景技术

随着行业无人机发展，越来越多的用户开始使用无人机、航模、无人车进行航拍、竞技、娱乐等活动。使用以上设备时，操控者从遥控端向被遥控端发送遥控信号以控制其运动或运行；被遥控端将自身的运行状态或者摄录到的图像、声音等目标任务发送到遥控器端，便于操作者观察被遥控端的运行情况，以及决定下一步运行的动作。

然而，由于硬件限定以及噪声的干扰，一般情况下只能实现近距离控制，而近距离控制已经不能满足行业内的应用需求了。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的缺点，提出一种用于远程控制的功率发射模块，用以解决现有技术存在的上述问题。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案。

一种用于远程控制的功率发射模块，包括遥控器射频输出模块、増程射频输入模块、定向耦合器、功率检波器、收发切换电路模块、第一收发切换开关、第二收发切换开关、低噪声放大器、带通滤波器、功率放大器及天线，其中：

所述遥控器射频输出模块的信号输出端接在所述増程射频输入模块信号输入通道上的所述定向耦合器上；

所述功率检波器分别连接所述定向耦合器和所述收发接收电路模块，以精确检测并测量功率发射模块中的信号；

所述第一收发切换开关和所述第二收发切换开关之间分为两路电路，一路电路包括所述低噪声放大器和所述带通滤波器，另一路电路包括所述功率放大器，以控制信号的接收与发射；

所述増程射频输入模块和所述收发切换电路模块分别与连接所述低噪声放大器一端的所述第一收发切换开关连接。

优选的，所述信号为RF信号。

优选的，所述天线为SMA头输出。

进一步的，所述电源模块至少包括输出电压为8.4V的电池、转换开关电源和低压差线性稳压器，所述转换开关电源用于将电池输出的8.4V电压转为5V，所述低压差线性稳压器用于将5V电压转为3.3V以为功率发射模块供电。

优选的，所述电池为2S电池。

进一步的，所述电源模块可接外部12V充电器以给所述电池充电。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、通过低噪声放大器将微弱信号放大以提高电路输出的信噪比，通过带通滤波器衰减目标信号范围之外频率分量直至很小，使得整个电路可实现无线信号放大以实现远距离控制被遥控端的目的；

2、因低压差线性稳压器具有过流保护、过温保护、精密基准源、差分放大器、延迟器等功能，所以加入低压差线性稳压器的电路设计能够保证整个电路的安全性，电路中加入包含低噪声放大器、带通滤波器的电路和包含功率放大器的另一路电路的设计能够保证电路板不总是保持发射或接收的状态，能提高电路板的整体性能；

3、天线为SMA头输出，以实现随意更换高增益天线，其最远控制距离可达10km，能够实现远距离控制被遥控端巡航或执行任务。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例的功率发射模块电路图；

图2为本实用新型实施例的电源模块电池8.4V电压转3.3V电路图；

图3为本实用新型实施例的电源模块3.3V电压供电的电路图；

图4为本实用新型实施例的电源模块电池电压显示及开机按键电路图；

图5为本实用新型实施例的电源模块电池充电器的电路图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分例，实施而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本领域普通技术人员可以理解，本实用新型所涉及的名词的含义至少包括：

LDO：(low dropout regulator，低压差线性稳压器)低压差线性稳压器是新一代的集成电路稳压器，其是一个自耗很低的微型片上系统(soc)；它可用于电流主通道控制，芯片上集成了具有极低线上导通电阻的mosfet、肖特基二极管、取样电阻和分压电阻等硬件电路，并具有过流保护、过温保护、精密基准源、差分放大器、延迟器等功能。

OCP：(Over Current Protection，过流保护)很多电子设备都有个额定电流，不允许超过额定电流，不然会烧坏设备。所以有些设备就做了电流保护模块。当电流超过设定电流时候，设备自动断电，以保护设备。

OVP：(Over Voltage Protection，过压保护)过压保护是指被保护线路电压超过预定的最大值时，使电源断开或使受控设备电压降低的一种保护方式。

SCP：(Short circuit protection，短路保护)短路保护是在电路发生故障，比如不经过负载，导线的电阻几乎可以忽略不计,因此瞬间产生的极大的电流提供切断电源，防止设备损坏和造成事故。

LNA:(Low Noise Amplifier，低噪声放大器)低噪声放大器实一种噪声系数很低的放大器，一般用作各类无线电接收机的高频或中频前置放大器，以及高灵敏度电子探测设备的放大电路。在放大微弱信号的场合，放大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重，因此希望减小这种噪声，以提高输出的信噪比。

BPF：(Band-Pass Filter，带通滤波器)带通滤波器是指能通过某一频率范围内的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器。

因此，为了解决上述问题，提供了一种用于远程控制的功率发射模块。

实施例

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种用于远程控制的功率发射模块，包括遥控器射频输出模块、増程射频输入模块、定向耦合器、功率检波器、收发切换电路模块、第一收发切换开关、第二收发切换开关、低噪声放大器、带通滤波器、功率放大器及天线，其中：

遥控器射频输出模块的信号输出端接在増程射频输入模块信号输入通道上的定向耦合器上；

功率检波器分别连接定向耦合器和收发接收电路模块，以精确检测并测量功率发射模块中的信号；

第一收发切换开关和第二收发切换开关之间分为两路电路，一路电路包括低噪声放大器和带通滤波器，简称LNA电路，另一路电路包括功率放大器，简称PA电路，以控制信号的接收与发射；

増程射频输入模块和收发切换电路模块分别与连接低噪声放大器一端的第一收发切换开关连接；

定向耦合器是一种通用的微波/毫米波部件，可用于信号的隔离、分离和混合，如功率的监测、源输出功率稳幅、信号源隔离、传输和反射的扫频测试等。

优选的，上述中的信号为RF信号。

RF信号也就是射频信号。在电路中，交变电流流过导体，就会在其周围产生交变磁场，而交变磁场又在其附近感生出交变电场，如此反反复复，就形成电磁波向外辐射；一般来说，频率越高，这现象就越明显，即发射效率就越高，这就是射频信号。

优选的，上述天线为SMA头输出，以实现随意更换高增益天线，其最远控制距离可达10km，能够实现远距离控制被遥控端巡航或执行任务。

进一步的，功率检波器检测出信号，发出开关切换信号控制第一收发切换开关切换至PA电路，功率发射模块处在发射状态。

进一步的，功率检波器未检测出信号，发出开关切换信号控制第一收发切换开关切换至LNA电路，功率发射模块处在接收状态。

具体而言，本功率发射模块在投入使用时，与无线收发器的工作模式如下：遥控器RF信号输出端电性连接在增程模块RF信号输入通道的定向耦合器上；当无线收发器处在发射状态时，功率检波器检测到无线收发器发出的信号，产生开关切换信号控制RF开关(第一收发切换开关)打向发射PA电路，LNA电路被断开，双向功率放大器处在发射状态；当无线收发器处在接收状态时，功率检波器因定向耦合器的单方向性而基本没有输入信号，这时通过开关切换信号将RF开关切换到LNA电路，PA电路断开，此时双向功率放大器处在接收状态。

本实施例应用发射功率放大电路是为了将无线收发器的输入功率放大以达到期望输出功率。

进一步的，如图2所示，电源模块至少包括输出电压为8.4V的电池、转换开关电源和低压差线性稳压器，在工作时，转换开关电源用于将电池输出的8.4V电压转为5V，低压差线性稳压器用于将5V电压转为3.3V以为功率发射模块供电。

优选的，电池为2S电池，具体是指2个单节锂电池串联，所述单节锂电池标称电压是3.6V、输出电压是4.2V，2S时标称电压是7.2V、输出电压分别8.4V，在工作时，电池向电路输出8.4V的电压。如图4所示，为电池电压显示及开机按键电路。

进一步的，电源模块可接外部12V充电器以给电池充电。如图5所示，整板供电由内部8.4V电池供电(2S电池)，其中数字部分主电源是3.3V，可由一个转换效率很高的开关电源芯片把8.4V转到5V，再用1个LDO把5V转成3.3V给主芯片供电，当电池电量低可接外部12V充电器，充电时亮红灯，充满亮绿灯。

具体的，电路板的供电是由内部8.4V电池(2S电池)供电，其中数字部分的主电源是3.3V电压，可由一个转换效率很高的开关电源芯片将8.4V电压转成5V，再用1个LDO将5V电压转成3.3V给主芯片供电，当电池电量低可接外部12V充电器，充电时亮红灯，充满亮绿灯。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的模块、单元和器件，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的方法实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述仅是本实用新型的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于远程控制的功率发射模块，其特征在于，包括遥控器射频输出模块、増程射频输入模块、定向耦合器、功率检波器、收发切换电路模块、第一收发切换开关、第二收发切换开关、低噪声放大器、带通滤波器、功率放大器及天线，其中：

所述遥控器射频输出模块的信号输出端接在所述増程射频输入模块信号输入通道上的所述定向耦合器上；

所述功率检波器分别连接所述定向耦合器和所述收发接收电路模块，以精确检测并测量功率发射模块中的信号；

所述第一收发切换开关和所述第二收发切换开关之间分为两路电路，一路电路包括所述低噪声放大器和所述带通滤波器，另一路电路包括所述功率放大器，以控制信号的接收与发射；

所述増程射频输入模块和所述收发切换电路模块分别与连接所述低噪声放大器一端的所述第一收发切换开关连接。

2.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，所述信号为RF信号。

3.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，所述天线为SMA头输出。

4.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块至少包括输出电压为8.4V的电池、转换开关电源和低压差线性稳压器，所述转换开关电源用于将电池输出的8.4V电压转为5V，所述低压差线性稳压器用于将5V电压转为3.3V以为功率发射模块供电。

5.根据权利要求4所述的模块，其特征在于，所述电池为2S电池。

6.根据权利要求4或5所述的模块，其特征在于，所述电源模块可接外部12V充电器以给所述电池充电。