CN212785350U - 高灵敏度5GHz无线收发模组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种无线收发模组，尤其是一种高灵敏度5GHz无线收发模组。按照本实用新型提供的技术方案，所述高灵敏度5GHz无线收发模组，包括无线收发器、与所述无线收发器适配连接的频率搬移器、与频率搬移器适配连接的射频前端模块以及与所述射频前端模块适配连接的射频天线，通过频率搬移器能将无线收发器发射无线射频信号的频率搬移至5GHz，并通过射频前端模块以及射频天线向外发射；通过射频前端模块、射频天线接收频段为5GHz的无线射频信号，经频率搬移器能将频段为5GHz的无线射频信号搬移至无线收发器所需的工作频段。本实用新型能实现高灵敏度的无线收发，提高无线传输距离与可靠性，便于无线射频产品的小型化。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种无线收发模组，尤其是一种高灵敏度5GHz无线收发模组。
背景技术
随着社会的不断发展和进步，通信技术的应用已经成为人们生活、工作和学习的重要部分，无线通信以其成本低、扩展性好、使用方便等优点在各个领域中都有广泛的应用。随着无线射频产品的小型化发展，无线射频产品的体积越来越小，无线射频产品内部元器件间的间距也越来越小。
在目前的无人机、窄带数传电台等产品领域，所采用的无线收发存在传输距离受限，难以满足当前的实际需要。
发明内容
本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种高灵敏度5GHz无线收发模组，其能实现高灵敏度的无线收发，提高无线传输距离与可靠性，便于无线射频产品的小型化。
按照本实用新型提供的技术方案，所述高灵敏度5GHz无线收发模组，包括无线收发器、与所述无线收发器适配连接的频率搬移器、与频率搬移器适配连接的射频前端模块以及与所述射频前端模块适配连接的射频天线，通过频率搬移器能将无线收发器发射无线射频信号的频率搬移至5GHz，并通过射频前端模块以及射频天线向外发射；通过射频前端模块、射频天线接收频段为5GHz的无线射频信号，经频率搬移器能将频段为5GHz的无线射频信号搬移至无线收发器所需的工作频段。
所述无线收发器采用型号为SX1276的无线收发芯片，无线收发器与射频前端模块连接，无线收发器能对射频前端模块的收发状态进行控制，频率搬移器还与单片机连接。
所述射频前端模块包括信号发射通道模组、信号接收通道模组以及与所述信号发射通道模组、信号接收通道模组连接的射频开关；
其中，信号发射通道模组包括依次连接的高通滤波器、发射功率放大器、低通滤波器，低通滤波器与射频开关连接；信号接收通道模组包括依次连接的接收第一带通滤波器、接收低噪声放大器以及接收第二带通滤波器，接收第一带通滤波器与射频开关连接，射频天线与射频开关连接；发射功率放大器、接收低噪声放大器与无线收发器连接。
所述发射功率放大器包括型号为PA-SE5004L的芯片U1，芯片U1的VCC1端与电容C1的一端、电容C2的一端、电容C3的一端、芯片U1的VCC2.1端、电阻R1的一端、电容C4的一端、电容C5的一端、电容C6的一端、电容C7的一端、电容C8的一端、电容C9的一端、磁珠B1的一端、电容C22的一端、电阻R8的一端、电容C20的一端以及芯片U1的VCC2.2端连接；电容C1的另一端、电容C2的另一端、电容C3的另一端、电容C4的另一端、电容C5的另一端、电容C6的另一端、电容C7的另一端、电容C8的另一端、电容C9的另一端、电容C20的另一端以及电容C22的另一端均接地；
电阻R1的另一端与芯片U1的VCC3.1端、电容C12的一端连接，电容C12的另一端通过电阻R2接地，磁珠B1的另一端与电容C10的一端、电容C11的一端以及电压VCC5V0连接，电容C10的另一端以及电容C11的另一端接地，电阻R8的另一端与芯片U1的VCC3.2端以及电容C21的一端连接，电容C21的另一端接地；芯片U1的GND端接地，芯片U1的RF_OUT端与电容C14的一端连接，电容C14的另一端与电容C15的一端连接，且电容C14与电容C15连接后能形成输出端PA_OUT，电容C15的另一端接地；芯片U1的DET端与电阻R6的一端以及电容C18的一端连接，电阻R6的另一端以及电容C18的另一端均接地；
芯片U1的RF_IN端与电容C13的一端连接，电容C13的另一端接收信号PA_IN，芯片U1的VREF端与电阻R4的一端、电容C16的一端以及电阻L1的一端连接，电容C16的另一端通过电阻R5与芯片U1的SP1端连接，电感L1的另一端通过电容C17与芯片U1的SP2端连接，电阻R4的另一端与电阻R3的一端、电阻R7的一端以及电容C19的一端连接，电阻R7的另一端以及电容C19的另一端接地，电阻R3的另一端接收信号PA_EN。
本实用新型的优点：通过频率搬移器能将无线收发器发射无线射频信号的频率搬移至5GHz，并通过射频前端模块以及射频天线向外发射；通过射频前端模块、射频天线接收频段为5GHz的无线射频信号，经频率搬移器能将频段为5GHz的无线射频信号搬移至无线收发器所需的工作频段，能实现高灵敏度的无线收发，提高无线传输距离与可靠性，便于无线射频产品的小型化。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图。
图2为本实用新型射频前端模块的结构框图。
图3为本实用新型发射功率放大器的电路原理图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
如图1所示：为了能实现高灵敏度的无线收发，提高无线传输距离与可靠性，便于无线射频产品的小型化，本实用新型包括无线收发器1、与所述无线收发器1适配连接的频率搬移器2、与频率搬移器2适配连接的射频前端模块4以及与所述射频前端模块4适配连接的射频天线5，通过频率搬移器2能将无线收发器1发射无线射频信号的频率搬移至5GHz，并通过射频前端模块4以及射频天线5向外发射；通过射频前端模块4、射频天线5接收频段为5GHz的无线射频信号，经频率搬移器2能将频段为5GHz的无线射频信号搬移至无线收发器1所需的工作频段。
具体地，所述无线收发器1采用型号为SX1276的无线收发芯片，无线收发器1与射频前端模块4连接，无线收发器1能对射频前端模块4的收发状态进行控制，频率搬移器2还与单片机3连接。
本实用新型实施例中，当无线收发器1采用SX1276的无线收发芯片时，无线收发器1的工作频率范围是137MHz-1020MHz，内置LoRa调制解调器，最高接收灵敏度可达-148dBm，最高传输速率可达300Kbps。频率搬移器2选用Qorvo公司的RFFC5071芯片，通过频率搬移器2能对频率搬移，如需要发射信号时，将无线收发器1发射的1GHz频率的射频信号搬移到5GHz频段，5GHz频段的无线信号经由射频前端模块4以及射频天线5辐射至空间。
RFFC5071芯片内置了压控振荡器，锁相环及2个混频器，单片机3通过RFFC5071芯片的控制接口对其进行配置，包括本振频率，混频器使能等。待发送的数据经过无线收发器1调制后发出，S无线收发器1发出的1GHz信号经过RFFC5071芯片其中的一个混频器，发射频率便转换为5GHz频段，经过射频前端模块4以及射频天线5发射至空间；射频天线5感应到的5GHz频段的无线信号经过射频前端模块4处理后，送至RFFC5071芯片的另一个混频器，5GHz频段的射频信号便被还原为1GHz频段的射频信号，供无线收发器1解调并最终还原出原始数据。
综上，经过无线收发器1与频率搬移器2、射频前端模块4以及射频天线5配合，能实现高灵敏度的无线收发，提高无线传输距离与可靠性，便于无线射频产品的小型化。
如图2所示，所述射频前端模块4包括信号发射通道模组、信号接收通道模组以及与所述信号发射通道模组、信号接收通道模组连接的射频开关6；
其中，信号发射通道模组包括依次连接的高通滤波器7、发射功率放大器8、低通滤波器9，低通滤波器9与射频开关6连接；信号接收通道模组包括依次连接的接收第一带通滤波器10、接收低噪声放大器11以及接收第二带通滤波器12，接收第一带通滤波器10与射频开关6连接，射频天线5与射频开关6连接；发射功率放大器8、接收低噪声放大器11与无线收发器1连接。
本实用新型实施例中，射频开关6可以采用型号为RFSW8000的芯片，通过射频开关6能对发射射频信号或接收射频信号的状态进行切换，射频开关6状态切换的过程与现有相一致，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。高通滤波器7用于滤除混频后的镜像频率及本振泄露，发射功率放大器8用于对高通滤波器7滤波后的信号进行功率放大，低通滤波器9用于抑制高次谐波。来自射频天线5的射频信号经过射频开关6选通后，首先经过接收第一带通滤波器10选频，筛选出需要的信号，然后送入接收低噪声放大器11，以提升信号强度，并通过接收第二带通滤波器12将接收的射频信号送入频率搬移器2内。来自无线收发器1的发射使能、接收使能信号控制着发射功率放大器8、接收低噪声放大器11的打开与关闭。
如图3所示，所述发射功率放大器8包括型号为PA-SE5004L的芯片U1，芯片U1的VCC1端与电容C1的一端、电容C2的一端、电容C3的一端、芯片U1的VCC2.1端、电阻R1的一端、电容C4的一端、电容C5的一端、电容C6的一端、电容C7的一端、电容C8的一端、电容C9的一端、磁珠B1的一端、电容C22的一端、电阻R8的一端、电容C20的一端以及芯片U1的VCC2.2端连接；电容C1的另一端、电容C2的另一端、电容C3的另一端、电容C4的另一端、电容C5的另一端、电容C6的另一端、电容C7的另一端、电容C8的另一端、电容C9的另一端、电容C20的另一端以及电容C22的另一端均接地；
电阻R1的另一端与芯片U1的VCC3.1端、电容C12的一端连接，电容C12的另一端通过电阻R2接地，磁珠B1的另一端与电容C10的一端、电容C11的一端以及电压VCC5V0连接，电容C10的另一端以及电容C11的另一端接地，电阻R8的另一端与芯片U1的VCC3.2端以及电容C21的一端连接，电容C21的另一端接地；芯片U1的GND端接地，芯片U1的RF_OUT端与电容C14的一端连接，电容C14的另一端与电容C15的一端连接，且电容C14与电容C15连接后能形成输出端PA_OUT，电容C15的另一端接地；芯片U1的DET端与电阻R6的一端以及电容C18的一端连接，电阻R6的另一端以及电容C18的另一端均接地；
芯片U1的RF_IN端与电容C13的一端连接，电容C13的另一端接收信号PA_IN，芯片U1的VREF端与电阻R4的一端、电容C16的一端以及电阻L1的一端连接，电容C16的另一端通过电阻R5与芯片U1的SP1端连接，电感L1的另一端通过电容C17与芯片U1的SP2端连接，电阻R4的另一端与电阻R3的一端、电阻R7的一端以及电容C19的一端连接，电阻R7的另一端以及电容C19的另一端接地，电阻R3的另一端接收信号PA_EN。
本实用新型实施例中，电阻R3、电阻R7、电容C19、电阻R4、电容C16、电阻R5、电感L1、电容C17组成芯片U1的偏置电路，电阻R6、电容C18能组成电压检测电路，电容C13、电容C14是隔直电容，电容C15为匹配电容。信号PA_IN为高通滤波器7输出的射频信号，信号PA_OUT为功率放大后的射频信号，信号PA_EN为无线收发器1发射的发射使能信号。发射功率放大器8采用PA-SE5004L芯片U1以及相关的电路时，能有效实现对射频信号的功率放大。
Claims (4)
1.一种高灵敏度5GHz无线收发模组，其特征是：包括无线收发器(1)、与所述无线收发器(1)适配连接的频率搬移器(2)、与频率搬移器(2)适配连接的射频前端模块(4)以及与所述射频前端模块(4)适配连接的射频天线(5)，通过频率搬移器(2)能将无线收发器(1)发射无线射频信号的频率搬移至5GHz，并通过射频前端模块(4)以及射频天线(5)向外发射；通过射频前端模块(4)、射频天线(5)接收频段为5GHz的无线射频信号，经频率搬移器(2)能将频段为5GHz的无线射频信号搬移至无线收发器(1)所需的工作频段。
2.根据权利要求1所述的高灵敏度5GHz无线收发模组，其特征是：所述无线收发器(1)采用型号为SX1276的无线收发芯片，无线收发器(1)与射频前端模块(4)连接，无线收发器(1)能对射频前端模块(4)的收发状态进行控制，频率搬移器(2)还与单片机(3)连接。
3.根据权利要求2所述的高灵敏度5GHz无线收发模组，其特征是：所述射频前端模块(4)包括信号发射通道模组、信号接收通道模组以及与所述信号发射通道模组、信号接收通道模组连接的射频开关(6)；
其中，信号发射通道模组包括依次连接的高通滤波器(7)、发射功率放大器(8)、低通滤波器(9)，低通滤波器(9)与射频开关(6)连接；信号接收通道模组包括依次连接的接收第一带通滤波器(10)、接收低噪声放大器(11)以及接收第二带通滤波器(12)，接收第一带通滤波器(10)与射频开关(6)连接，射频天线(5)与射频开关(6)连接；发射功率放大器(8)、接收低噪声放大器(11)与无线收发器(1)连接。
4.根据权利要求3所述的高灵敏度5GHz无线收发模组，其特征是：所述发射功率放大器(8)包括型号为PA-SE5004L的芯片U1，芯片U1的VCC1端与电容C1的一端、电容C2的一端、电容C3的一端、芯片U1的VCC2.1端、电阻R1的一端、电容C4的一端、电容C5的一端、电容C6的一端、电容C7的一端、电容C8的一端、电容C9的一端、磁珠B1的一端、电容C22的一端、电阻R8的一端、电容C20的一端以及芯片U1的VCC2.2端连接；电容C1的另一端、电容C2的另一端、电容C3的另一端、电容C4的另一端、电容C5的另一端、电容C6的另一端、电容C7的另一端、电容C8的另一端、电容C9的另一端、电容C20的另一端以及电容C22的另一端均接地；
电阻R1的另一端与芯片U1的VCC3.1端、电容C12的一端连接，电容C12的另一端通过电阻R2接地，磁珠B1的另一端与电容C10的一端、电容C11的一端以及电压VCC5V0连接，电容C10的另一端以及电容C11的另一端接地，电阻R8的另一端与芯片U1的VCC3.2端以及电容C21的一端连接，电容C21的另一端接地；芯片U1的GND端接地，芯片U1的RF_OUT端与电容C14的一端连接，电容C14的另一端与电容C15的一端连接，且电容C14与电容C15连接后能形成输出端PA_OUT，电容C15的另一端接地；芯片U1的DET端与电阻R6的一端以及电容C18的一端连接，电阻R6的另一端以及电容C18的另一端均接地；
芯片U1的RF_IN端与电容C13的一端连接，电容C13的另一端接收信号PA_IN，芯片U1的VREF端与电阻R4的一端、电容C16的一端以及电阻L1的一端连接，电容C16的另一端通过电阻R5与芯片U1的SP1端连接，电感L1的另一端通过电容C17与芯片U1的SP2端连接，电阻R4的另一端与电阻R3的一端、电阻R7的一端以及电容C19的一端连接，电阻R7的另一端以及电容C19的另一端接地，电阻R3的另一端接收信号PA_EN。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114745019A (zh) * | 2022-03-29 | 2022-07-12 | 福建星海通信科技有限公司 | 一种基于WiFi变频的通信系统 |
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2020
- 2020-09-21 CN CN202022077649.7U patent/CN212785350U/zh active Active
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| CN114745019A (zh) * | 2022-03-29 | 2022-07-12 | 福建星海通信科技有限公司 | 一种基于WiFi变频的通信系统 |
| CN114745019B (zh) * | 2022-03-29 | 2024-04-09 | 福建星海通信科技有限公司 | 一种基于WiFi变频的通信系统 |
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