CN210693919U - 一种抗干扰性强的NB-IoT通信模块 - Google Patents
一种抗干扰性强的NB-IoT通信模块 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种抗干扰性强的NB‑IoT通信模块，涉及电子技术领域，它通信模块层，在通信模块层上设置有包括通信芯片、阻抗匹配器、滤波器和SMA天线座；通信芯片与阻抗匹配器连接，阻抗匹配器通过射频线与滤波器连接，滤波器的输出端通过射频线与SMA天线座连接；在射频线的两端涂覆有第二覆铜区域。通过在射频线两侧进行覆铜连地设置放置射频线在传输信号的过程中受到电磁干扰，并对MCU控制电路和通信模块进行分层和隔离设置，进一步隔离相互之间的电磁干扰。
Description
技术领域
本实用新型涉及电子技术领域，尤其涉及一种抗干扰性强的NB-IoT通信模块。
背景技术
NB-IOT(窄带物联网)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180kHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。
NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWAN)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。
基于NB-IoT的通信模块其工作频段为824-960MHz，接收灵敏度-129dBm，发射功率23dBm，属于中功率射频模块，容易受到外界电磁环境的干扰或者干扰其他电路；因此，如何提高NB-IoT通信模块的抗干扰性是现阶段需要解决的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种抗干扰性强的 NB-IoT通信模块，能够最大限度的防止外界电磁环境对NB-IoT模块的电磁干扰和其对外界电路的干扰。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种抗干扰性强的 NB-IoT通信模块，它通信模块层，在通信模块层上设置有包括通信芯片、阻抗匹配器、滤波器和SMA天线座；通信芯片与阻抗匹配器连接，阻抗匹配器通过射频线与滤波器连接，滤波器的输出端通过射频线与SMA天线座连接；在射频线的两端涂覆有第二覆铜区域。
进一步地，所述通信模块层设置在MCU控制电路板层的上层，并在MCU 控制电路板层和通信模块层之间设置有第一屏蔽层；在通信模块层的上层设置有第二屏蔽层。
进一步地，为了规避所述MCU控制电路板层中电源电感噪声的干扰，所述 SMA天线座设置在所述通信模块层边缘且靠近所述第二覆铜区域的位置。
进一步地，所述通信模块层的底面涂覆有覆铜连地层，在所述第二覆铜区域上均匀开设有过孔，通过过孔与覆铜连地层进行电气连接形成共面波导。
进一步地，开设在所述第二覆铜区域上的过孔之间的间距为0.1mm。
进一步地，在第二覆铜区域和覆铜连地层之间设置有介质基板；所述通信芯片、阻抗匹配器、滤波器和SMA天线座均设置在介质基板上。
进一步地，所述阻抗匹配器包括第三覆铜区域和涂覆在第三覆铜区域两侧的第一覆铜区域，第三覆铜区域的两端分别连接所述通信芯片的射频信号引出脚和所述射频线。
进一步地，所述射频线的走线宽度为0.8mm，涂覆在射频线两侧的所述第二覆铜区域与所述射频线的间距为0.5mm。
所述第一覆铜区域与所述第二覆铜区域为一个整体，且所述第一覆铜区域的宽度大于所述第二覆铜区域的宽度。
进一步地，所述通信芯片为NB-IoT通信芯片，所述滤波器为π型滤波器。
本实用新型的有益效果是：一种抗干扰性强的NB-IoT通信模块，通过在射频线两侧进行覆铜连地设置放置射频线在传输信号的过程中受到电磁干扰，并对MCU控制电路和通信模块进行分层和隔离设置，进一步隔离相互之间的电磁干扰。
附图说明
图1为通信模块层内部的结构图；
图2为通信模块层所在位置的结构分层图；
图3为通信模块层的剖面图；
图中，1-MCU控制电路层，2-通信模块层，3-第一屏蔽层，4-第二屏蔽层， 5-通信芯片，6-SMA天线座，7-射频线，8-第一覆铜区域，9-第二覆铜区域，10- 第三覆铜区域，11-过孔，12-覆铜连地层，13-介质基板，14-滤波器。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而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实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种抗干扰性强的NB-IoT通信模块，它通信模块层2，在通信模块层2上设置有包括通信芯片5、阻抗匹配器、滤波器14和SMA天线座6；通信芯片5与阻抗匹配器连接，阻抗匹配器通过射频线7与滤波器14连接，滤波器14的输出端通过射频线7与SMA天线座6连接；在射频线7的两端涂覆有第二覆铜区域9。
所述通信模块层2设置在MCU控制电路板层1的上层，并在MCU控制电路板层1和通信模块层2之间设置有第一屏蔽层3；在通信模块层2的上层设置有第二屏蔽层4。为了最大限度地减弱MCU控制电路板1中DC-DC电源模块噪声对通信模块层2的影响，通信模块层2与MCU控制电路板层1之间的距离应大于15mm。
为了规避所述MCU控制电路板层1中电源电感噪声的干扰，所述SMA天线座7设置在所述通信模块层2边缘且靠近所述第二覆铜区域9的位置。
所述通信模块层2的底面涂覆有覆铜连地层12，在所述第二覆铜区域9上均匀开设有过孔11，通过过孔11与覆铜连地层12进行电气连接形成共面波导。
开设在所述第二覆铜区域9上的过孔11之间的间距为0.1mm。
在第二覆铜区域9和覆铜连地层12之间设置有介质基板13；所述通信芯片 5、阻抗匹配器、滤波器14和SMA天线座6均设置在介质基板13上。其中，介质基板13为PCB板，其厚度为0.8mm。
所述阻抗匹配器包括第三覆铜区域10和涂覆在第三覆铜区域10两侧的第一覆铜区域8，第三覆铜区域10的两端分别连接所述通信芯片5的射频信号引出脚和所述射频线7。
所述射频线7的走线宽度为0.8mm，涂覆在射频线7两侧的所述第二覆铜区域9与所述射频线7的间距为0.5mm。
所述第一覆铜区域8与所述第二覆铜区域9为一个整体，且所述第一覆铜区域8的宽度大于所述第二覆铜区域9的宽度。
所述通信芯片5为NB-IoT通信芯片，所述滤波器14为π型滤波器。其中， NB-IoT通信芯片工作频段为824-926MHZ，接收灵敏度-129dBm，发射功率 23dBm，π型滤波器中的电容大小需要考虑PCB板寄生电容的影响，可以通过不断调整电容值，并经过频谱仪观察谐波抑制效果来最终确定选择的电容大小。
进一步地，本实用新型的NB-IoT通信模块主要用于充电桩内，因此在充电桩内部的电路中存在强电电路和弱电电路；MCU控制电路板层1和通信模块层 2皆属于弱电部分，在充电桩电路板上通信模块层2布局远离强电电路(远离距离大于10cm)，避免强电电路中的220V、40V大电流继电器的瞬时大电流变化产生的高压电磁脉冲的干扰。
弱电电路部分采用分层布局，将通信模块层2放置在MCU控制电路板层1 的上方，且通信芯片5设计在该层的边缘位置，最大限度地减弱主电路板MCU 数字信号辐射引起的射频噪声和最大限度地减弱MCU控制电路板层1中 DC-DC电源模块的噪声；在MCU控制电路板层1和通信模块层2上方都采用屏蔽罩封装，屏蔽充电桩外壳内部金属器件发射的电磁噪声。本实用新型通过在射频线两侧进行覆铜连地设置放置射频线在传输信号的过程中受到电磁干扰，并对MCU控制电路和通信模块进行分层和隔离设置，进一步隔离相互之间的电磁干扰。
以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种抗干扰性强的NB-IoT通信模块，其特征在于：所述通信模块包括通信模块层(2)，在通信模块层(2)上设置有包括通信芯片(5)、阻抗匹配器、滤波器(14)和SMA天线座(6)；通信芯片(5)与阻抗匹配器连接，阻抗匹配器通过射频线(7)与滤波器(14)连接，滤波器(14)的输出端通过射频线(7)与SMA天线座(6)连接；在射频线(7)的两端涂覆有第二覆铜区域(9)。
2.根据权利要求1所述的一种抗干扰性强的NB-IoT通信模块，其特征在于：所述通信模块层(2)设置在MCU控制电路板层(1)的上层，并在MCU控制电路板层(1)和通信模块层(2)之间设置有第一屏蔽层(3)；在通信模块层(2)的上层设置有第二屏蔽层(4)。
3.根据权利要求2所述的一种抗干扰性强的NB-IoT通信模块，其特征在于：为了规避所述MCU控制电路板层(1)中电源电感噪声的干扰，所述SMA天线座(6)设置在所述通信模块层(2)边缘且靠近所述第二覆铜区域(9)的位置。
4.根据权利要求1所述的一种抗干扰性强的NB-IoT通信模块，其特征在于：所述通信模块层(2)的底面涂覆有覆铜连地层(12)，在所述第二覆铜区域(9)上均匀开设有过孔(11)，通过过孔(11)与覆铜连地层(12)进行电气连接形成共面波导。
5.根据权利要求4所述的一种抗干扰性强的NB-IoT通信模块，其特征在于：开设在所述第二覆铜区域(9)上的过孔(11)之间的间距为0.1mm。
6.根据权利要求4所述的一种抗干扰性强的NB-IoT通信模块，其特征在于：在第二覆铜区域(9)和覆铜连地层(12)之间设置有介质基板(13)；所述通信芯片(5)、阻抗匹配器、滤波器(14)和SMA天线座(6)均设置在介质基板(13)上。
7.根据权利要求1所述的一种抗干扰性强的NB-IoT通信模块，其特征在于：所述阻抗匹配器包括第三覆铜区域(10)和涂覆在第三覆铜区域(10)两侧的第一覆铜区域(8)，第三覆铜区域(10)的两端分别连接所述通信芯片(5)的射频信号引出脚和所述射频线(7)。
8.根据权利要求1所述的一种抗干扰性强的NB-IoT通信模块，其特征在于：所述射频线(7)的走线宽度为0.8mm，涂覆在射频线(7)两侧的所述第二覆铜区域(9)与所述射频线(7)的间距为0.5mm。
9.根据权利要求7所述的一种抗干扰性强的NB-IoT通信模块，其特征在于：所述第一覆铜区域(8)与所述第二覆铜区域(9)为一个整体，且所述第一覆铜区域(8)的宽度大于所述第二覆铜区域(9)的宽度。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的一种抗干扰性强的NB-IoT通信模块，其特征在于：所述通信芯片(5)为NB-IoT通信芯片，所述滤波器(14)为π型滤波器。
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| CN201922245650.3U CN210693919U (zh) | 2019-12-13 | 2019-12-13 | 一种抗干扰性强的NB-IoT通信模块 |
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