CN213990663U - 一种远距离图传模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种远距离图传模块，包括：发射通道、接收通道、合路模块、电源模块；电源模块分别与发射通道、接收通道和合路模块连接，提供工作电压；合路模块包括输入射频开关和输出环形器；无线收发器传输过来的控制信号用于控制输入射频开关的切换以及发射通道和接收通道的供电切换，实现发射通道和所述接收通道的TDD切换。具有输出功率大、线性度高、接收灵敏度高等优点，适合远距离图传场合应用。

Description

一种远距离图传模块

技术领域

本实用新型属于图像传输领域，涉及一种远距离图传模块。

背景技术

无线通信已经成为有线通信的有效补充。随着无人机、无人船、自动驾驶等应用的推广及普及，人们对于无线通信的质量要求越来越高，要求能够进行实时的图像传输。无线图像传输系统从应用层面来说分为两大类，一是固定点的图像监控传输系统，二是移动视频图像传输系统。

与普通信号传输相比，图像传输的重要特点之一就是数据量大。例如TXT等文件通常都是几K起步，而图像文件数据量就大的多，尤其是高清的图像信息，基本都是以M起步，所以在进行数据传输时，需要的带宽远大于普通信号传输。并且，图像传输不能有时延，如果出现卡顿的情况，会影响数据传输的质量。

为了拓展无人机、无人船等使用范围，经常需要进行远距离的无线图像传输。通常在两个或多个网络互连时，无线网络的低功率与高频率限制了其覆盖范围。要想进行超远距离的无线信号传输，发射信号的功率就要越大。但是因为无人机等属于便携式设备，考虑到设备体积、电池容量等，要求传输功耗要小，功率放大设备的功率不可能非常大。因此，功耗小和距离远之间产生了矛盾，这是实际应用中急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型目的是：提供一种远距离图传模块，采用TDD（英文：Time DivisionDuplex，中文：时分双工）技术，在扩展无线射频通讯距离的同时保证无线设备的传输速率不变，采用TDD工作模式，自动收发切换，使用方便，回路共用，减少设备体积，适用于各种不同的应用场合，能有效增加无线设备的覆盖范围，同时提高覆盖边缘区域接入设备，满足无线传输协议的无线发射指标。

本实用新型的技术方案是：一种远距离图传模块，包括：发射通道、接收通道、合路模块、电源模块；所述电源模块分别与所述发射通道、所述接收通道和所述合路模块连接，提供工作电压；所述合路模块包括输入射频开关和输出环形器；

无线收发器传输过来的控制信号用于控制所述输入射频开关的切换，实现所述发射通道和所述接收通道的TDD切换；

无线收发器传输过来的发射信号在所述合路模块的作用下，从始端的所述输入射频开关进入所述发射通道，从所述发射通道输出至所述输出环形器，从终端的所述输出环形器进入天线发射出去；

天线接收到的无线信号在所述合路模块的作用下，从终端的所述输出环形器进入所述接收通道，从所述接收通道输出至所述输入射频开关，从始端的所述输入射频开关输出进入无线收发器工作。

其进一步的技术方案是：所述发射通道包括驱动级放大器和末级放大器；

无线收发器传输过来的发射信号在所述合路模块的作用下，从始端的所述输入射频开关进入所述发射通道，依次经过所述驱动级放大器和末级放大器进行功率输出，从终端的所述输出环形器进入天线发射出去。

其进一步的技术方案是：所述接收通道包括隔离射频开关、第一级低噪声放大器、声表滤波器、第二级低噪声放大器；

天线接收到的无线信号在所述合路模块的作用下，从终端的所述输出环形器进入所述接收通道，依次经过所述隔离射频开关、第一级低噪声放大器、声表滤波器、第二级低噪声放大器对信号进行放大和带通滤波，从始端的所述输入射频开关输出进入无线收发器工作。

其进一步的技术方案是：所述电源模块采用DC28V供电，包括28V转5V的和5V转3.3V的电源芯片以及分别与所述发射通道、所述接收通道、所述合路模块连接的电源总线。

其进一步的技术方案是：所述远距离图传模块的工作频段为1.4GHz-1.47GHz。

本实用新型的优点是：

1.采用TDD技术，在扩展无线射频通讯距离的同时保证无线设备的传输速率不变，采用TDD工作模式，自动收发切换，使用方便，回路共用，减少设备体积，适用于各种不同的应用场合，能有效增加无线设备的覆盖范围，同时提高覆盖边缘区域接入设备，满足无线传输协议的无线发射指标，采用异步开关控制技术，预留了足够的保护时隙，保证收发通路工作时不会相互影响，从而得到很高的动态范围，使得图传设备在1米-10000米范围内正常工作；具有输出功率大、线性度高、接收灵敏度高等优点，适合远距离图传场合应用；

2.采用大功率高线性功放电路，大幅提高射频功率，能够放大无线图传模块的射频信号，能够有效扩大网络的覆盖范围，避免频率交叉产生的干扰；接收通道采用环境器和射频开关组合方案，在发射输出功率很高的前提下可以保证低噪放正常工作，接收通道中的带通滤波器能有效抑制频带外干扰；

3.远距离图传模块的工作频段为1.4GHz-1.47GHz，与直接序列DSSS或正交频分复用OFDM等各种调制扩展频率技术相匹配。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1是本申请提供的一种远距离图传模块的原理图。

其中：1、发射通道；2、接收通道；3、合路模块；4、电源模块。

具体实施方式

实施例：本申请公开了一种远距离图传模块，如图1所示，该远距离图传模块包括：发射通道1、接收通道2、合路模块3 、电源模块4；电源模块4分别与发射通道1、接收通道2和合路模块3连接，提供工作电压；合路模块3包括输入射频开关和输出环形器。

输入射频开关分别与发射通道1的输入端和接收通道2的输出端连接，输出环形器分别与发射通道1的输出端和接收通道2的输入端连接。

射频开关用于实现控制射频信号通道的转换。

环形器是将进入其任一端口的入射波，按照由静偏磁场确定的方向顺序传入下一个端口的多端口器件。环形器是有数个端的非可逆器件，能够单向传输高频信号能量。示例性的，发射通道1的输出端接入输出环形器中的下一端口是天线，天线接入输出环形器中的下一个端口是接收通道2的输入端。

在实际应用中，合路模块3与信号收发器接口连接的开关切换电路以及与天线端连接的环形器电路，开关切换电路在远距离图传模块发射信号时将信号从信号收发器传输到发射通道1，在远距离图传模块接收信号时从接收通道2传输到信号收发器；环形器电路在远距离图传模块发射信号时将信号从发射通道1传输到天线，在远距离图传模块接收信号时将信号从天线传输到接收通道2。

无线收发器传输过来的控制信号用于控制输入射频开关的切换，实现发射通道1和接收通道2的TDD切换，采用TDD切换模式，实现发射通道1和接收通道2的分别工作，即当发射通道1工作时，射频开关实现合路模块3和发射通道1的射频连接，当接收通道2工作时，射频开关切换实现合路模块3和接收通道2的射频连接。

无线收发器传输过来的发射信号在合路模块3的作用下，从始端的输入射频开关进入发射通道1，从发射通道1输出至输出环形器，从终端的输出环形器进入天线发射出去。

发射通道1包括驱动级放大器和末级放大器；无线收发器传输过来的发射信号在合路模块3的作用下，从始端的输入射频开关进入发射通道1，依次经过驱动级放大器和末级放大器进行功率输出，从终端的输出环形器进入天线发射出去。示例性的，驱动级放大器采用英诺迅YP2233W，末级放大器采用英诺迅YP07271815。

天线接收到的无线信号在合路模块3的作用下，从终端的输出环形器进入接收通道2，从接收通道2输出至输入射频开关，从始端的输入射频开关输出进入无线收发器工作。

接收通道2包括隔离射频开关、第一级低噪声放大器、声表滤波器、第二级低噪声放大器；天线接收到的无线信号在合路模块3的作用下，从终端的输出环形器进入接收通道2，依次经过隔离射频开关、第一级低噪声放大器、声表滤波器、第二级低噪声放大器对信号进行放大和带通滤波，从始端的输入射频开关输出进入无线收发器工作。天线接收到的无线信号进入接收通道2，进入大动态范围低噪声放大器进行放大，听过声表滤波器进行带通滤波。示例性的，隔离射频开关采用英诺迅YS36，第一级低噪声放大器采用英飞凌BF776，声表滤波器采用SF9191，第二级低噪声放大器采用英飞凌BF776。

电源模块4采用DC28V供电，包括28V转5V的和5V转3.3V的电源芯片以及分别与发射通道1、接收通道2、合路模块3连接的电源总线。电源模块4包括28V转5V的DCDC降压模块和5V转3.3V的LDO模块，28V直流电经过电源芯片转换为5V及3.3V的直流电，由电源总线分别提供到发射通道1、接收通道2和合路模块3。在远距离图传模块工作时，电源模块4将28V转为5V电压提供给发射通道1中的功放模块进行供电，将5V转为3.3V提供给低噪声放大器进行供电。

远距离图传模块的工作频段为1.4GHz-1.47GHz，与直接序列（DSSS）或正交频分复用（OFDM）等各种调制扩展频率技术相匹配。

综上所述，本申请提供的远距离图传模块，通过采用TDD技术，在扩展无线射频通讯距离的同时保证无线设备的传输速率不变，采用TDD工作模式，自动收发切换，使用方便，回路共用，减少设备体积，适用于各种不同的应用场合，能有效增加无线设备的覆盖范围，同时提高覆盖边缘区域接入设备，满足无线传输协议的无线发射指标，采用异步开关控制技术，预留了足够的保护时隙，保证收发通路工作时不会相互影响，从而得到很高的动态范围，使得图传设备在1米-10000米范围内正常工作；具有输出功率大、线性度高、接收灵敏度高等优点，适合远距离图传场合应用。

另外，采用大功率高线性功放电路，大幅提高射频功率，能够放大无线图传模块的射频信号，能够有效扩大网络的覆盖范围，避免频率交叉产生的干扰；接收通道采用环境器和射频开关组合方案，在发射输出功率很高的前提下可以保证低噪放正常工作，接收通道中的带通滤波器能有效抑制频带外干扰。

另外，远距离图传模块的工作频段为1.4GHz-1.47GHz，与直接序列DSSS或正交频分复用OFDM等各种调制扩展频率技术相匹配。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含所指示的技术特征的数量。由此，限定的“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或者两个以上。

上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种远距离图传模块，其特征在于，包括：发射通道、接收通道、合路模块、电源模块；所述电源模块分别与所述发射通道、所述接收通道和所述合路模块连接，提供工作电压；所述合路模块包括输入射频开关和输出环形器；

无线收发器传输过来的控制信号用于控制所述射频开关的切换，实现所述发射通道和所述接收通道的TDD切换；

无线收发器传输过来的发射信号在所述合路模块的作用下，从始端的所述输入射频开关进入所述发射通道，从所述发射通道输出至所述输出环形器，从终端的所述输出环形器进入天线发射出去；

天线接收到的无线信号在所述合路模块的作用下，从终端的所述输出环形器进入所述接收通道，从所述接收通道输出至所述输入射频开关，从始端的所述输入射频开关输出进入无线收发器工作。

2.根据权利要求1所述的远距离图传模块，其特征在于，所述发射通道包括驱动级放大器和末级放大器；

无线收发器传输过来的发射信号在所述合路模块的作用下，从始端的所述输入射频开关进入所述发射通道，依次经过所述驱动级放大器和末级放大器进行功率输出，从终端的所述输出环形器进入天线发射出去。

3.根据权利要求2所述的远距离图传模块，其特征在于，所述接收通道包括隔离射频开关、第一级低噪声放大器、声表滤波器、第二级低噪声放大器；

天线接收到的无线信号在所述合路模块的作用下，从终端的所述输出环形器进入所述接收通道，依次经过所述隔离射频开关、第一级低噪声放大器、声表滤波器、第二级低噪声放大器对信号进行放大和带通滤波，从始端的所述输入射频开关输出进入无线收发器工作。

4.根据权利要求3所述的远距离图传模块，其特征在于，所述电源模块采用DC28V供电，包括28V转5V的和5V转3.3V的电源芯片以及分别与所述发射通道、所述接收通道、所述合路模块连接的电源总线。

5.根据权利要求1至4任一所述的远距离图传模块，其特征在于，所述远距离图传模块的工作频段为1.4GHz-1.47GHz。

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