CN216216883U - 一种lora网关天线半双工与全双工切换电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种LORA网关天线半双工与全双工切换电路，包括：3个与非门、3个与门、2个单刀双掷射频开关和1个双刀双掷射频开关；3个与非门的两个输入端均分别连接控制器的工作模式切换控制管脚和半双工模式下的收发切换管脚，3个与非门的输出端分别连接于3个与门的一输入端，3个与门的另一输入端依次连接控制器的三个内外置天线切换管脚，3个与门的输出端依次连接2个单刀双掷射频开关和1个双刀双掷射频开关的控制端；2个单刀双掷射频开关的输入端分别连接控制器的发送信号管脚，两个输出端分别连接内置天线和双刀双掷射频开关一输入端；双刀双掷射频开关的两输出端分别连接一外置天线。本实用新型实现了半双工和全双工模式的切换。
Description
技术领域
本实用新型涉及LORA网关领域，尤其涉及一种LORA网关天线半双工与全双工切换电路。
背景技术
LoRa是基于赛门铁克公司开发的一种低功耗局域网无线标准，其目的是为了解决功耗与传输难覆盖距离的矛盾问题。一般情况下，低功耗则传输距离近，高功耗则传输距离远，通过开发出LoRa技术，解决了在同样的功耗条件下比其他无线方式传播的距离更远的技术问题，实现了低功耗和远距离的统一。
现有的LORA网关天线配置要么是半双工模式，要么是全双工模式，无法实现半双工与全双工的切换，而采用机械开关切换的，只能手动更换天线才可以切换，而且只能固定一种模式。
实用新型内容
本实用新型为了解决上述问题，提供了一种LORA网关天线半双工与全双工切换电路。
本实用新型采用如下技术方案：
一种LORA网关天线半双工与全双工切换电路，包括：3个与非门、3个与门、2个单刀双掷射频开关和1个双刀双掷射频开关；其中：
3个与非门的两个输入端均分别连接控制器的工作模式切换控制管脚和半双工模式下的收发切换管脚，3个与非门的输出端分别连接于3个与门的一输入端，3个与门的另一输入端依次连接控制器的三个内外置天线切换管脚，3个与门的输出端依次连接2个单刀双掷射频开关和1个双刀双掷射频开关的控制端；
2个单刀双掷射频开关包括第一单刀双掷射频开关和第二单刀双掷射频开关，第一单刀双掷射频开关的输入端连接控制器的发送信号管脚，第一单刀双掷射频开关的两个输出端分别连接用于发送信号的第一内置天线和双刀双掷射频开关的第一输入端；第二单刀双掷射频开关的输入端连接控制器的接收信号管脚，两个输出端分别连接用于接收信号的第二内置天线和双刀双掷射频开关的第二输入端；
双刀双掷射频开关的两个输出端分别连接用于发送信号的外置天线和用于接收信号的外置天线。
进一步的，与非门采用的芯片型号均为74LVC1G00。
进一步的，与门采用的芯片型号均为74LVC1G08。
进一步的，单刀双掷射频开关采用的芯片型号为RFSW1012。
进一步的，双刀双掷射频开关采用的芯片型号为SKY13699-21。
本实用新型采用如上技术方案，并具有有益效果：
(1)全双工模式下内置与外置天线可以随意切换。
(2)内置天线和外置天线都可以在全双工模式下工作。
(3)外置天线任意一根可以切换成半双工模式。
(4)用户可以根据使用场景通过软件控制工作模式，可以更好的覆盖近场和远场的射频覆盖需求。
附图说明
图1所示为本实用新型实施例的电路原理图。
图2所示为本实用新型实施例中与非门和与门部分的电路图。
图3所示为本实用新型实施例中第一单刀双掷射频开关的电路图。
图4所示为本实用新型实施例中第二单刀双掷射频开关的电路图。
图5所示为本实用新型实施例中双刀双掷射频开关的电路图。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。
本实施例公开了一种LORA网关天线半双工与全双工切换电路，如图1～5所示，包括：3个与非门、3个与门、2个单刀双掷射频开关和1个双刀双掷射频开关。其中：
参考图2～5，3个与非门(U32、U31、U25)的两个输入端(U32、U31、U25的A引脚和B引脚)均分别连接控制器的工作模式切换控制管脚GPIO1(SWITCH_CTRL)和半双工模式下的收发切换管脚GPIO2(SX1302_RXTX_SW)，3个与非门的输出端(U32、U31、U25的Y引脚)分别连接于3个与门的一输入端(U21、U23、U33的B引脚)，3个与门(U21、U23、U33)的另一输入端(U21、U23、U33的A引脚)依次连接控制器的三个内外置天线切换管脚GPIO3(SW1_GPIO)、GPIO4(SW2_GPIO)和GPIO3(SW1_GPIO)。3个与门的输出端(U21、U23、U33的Y引脚)依次连接2个单刀双掷射频开关(U27和U28)和1个双刀双掷射频开关(U29)的控制端(U27和U28的CTRL引脚和U29的VCTL引脚)。该实施例中与非门采用的芯片型号均为74LVC1G00，与门采用的芯片型号均为74LVC1G08。控制器可以采用常用的数据处理芯片，如单片机、ARM处理器等。
2个单刀双掷射频开关包括第一单刀双掷射频开关和第二单刀双掷射频开关，第一单刀双掷射频开关(U27)的电路图如图3所示，其输入端(U27的RFC引脚)连接控制器的发送信号管脚(RF_TX)，第一单刀双掷射频开关的两个输出端(U27的RF1和RF2引脚)分别连接用于发送信号的第一内置天线(T3)和双刀双掷射频开关的第一输入端(U29的RFI1)；第二单刀双掷射频开关(U28)的电路图如图4所示，其输入端(U28的RFC引脚)连接控制器的接收信号管脚(RF_RX)，两个输出端(U28的RF1和RF2引脚)分别连接用于接收信号的第二内置天线(T4)和双刀双掷射频开关的第二输入端(U29的RFI2)。该实施例中单刀双掷射频开关采用的芯片型号为RFSW1012。
双刀双掷射频开关(U29)的电路图如图5所示，其两个输出端(U29的RFO1和FRO2)分别连接用于发送信号的外置天线(T5)和用于接收信号的外置天线(T6)。该实施例中双刀双掷射频开关采用的芯片型号为SKY13699-21。
本实施例的工作原理为：
(1)GPIO1为工作模式切换控制管脚。当GPIO1＝1时，工作在外置天线半双工模式；GPIO1＝0时，工作在全双工模式，此时使用内置天线还是外置天线根据其它GPIO的配置进行确定。
(2)GPIO2为半双工模式下的收发切换管脚。当GPIO2＝1时候，工作在发送信号状态下；GPIO2＝0时，工作在接收信号状态下。
(3)GPIO3、GPIO4、GPIO5均为内外置天线切换管脚，即切换使用内置天线还是外置天线。
当GPIO1＝0，GPIO2＝X时进入全双工模式，此时具有以下几种情况：当GPIO3＝1，GPIO4＝0，GPIO5＝X时，使用内置天线发送信号，使用内置天线接收信号；当GPIO3＝0，GPIO4＝1，GPIO5＝0时，使用外置天线发送信号，使用外置天线接收信号；当GPIO3＝0，GPIO4＝0，GPIO5＝0时，使用外置天线发送信号，使用内置天线接收信号；当GPIO3＝1，GPIO4＝1，GPIO5＝1时，使用内置天线接收信号，使用外置天线发送信号。
当GPIO1＝1时进入半双工模式，此时具有以下几种情况：当GPIO2＝1，GPIO3＝X，GPIO4＝X，GPIO5＝X时，使用外置天线发送信号；当GPIO2＝0，GPIO3＝1，GPIO4＝1，GPIO5＝1时，使用外置天线接收信号。
具体工作原理可以参考表1所示。
表1
通过本实施例，采用的逻辑门电路的切换延迟是纳秒级，完全满足LORA天线收发数据。在不同工作模式下，射频信号最多经过2个射频开关，一个射频开关的插入损耗在0.3dBm，信号经过后最多损失0.6dBm，满足LORA的射频性能需求。通过选择低插入损耗和高隔离的射频开关，使得全双工模式下，收发天线不会互相干扰。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种LORA网关天线半双工与全双工切换电路，其特征在于，包括：3个与非门、3个与门、2个单刀双掷射频开关和1个双刀双掷射频开关；其中：
3个与非门的两个输入端均分别连接控制器的工作模式切换控制管脚和半双工模式下的收发切换管脚，3个与非门的输出端分别连接于3个与门的一输入端，3个与门的另一输入端依次连接控制器的三个内外置天线切换管脚，3个与门的输出端依次连接2个单刀双掷射频开关和1个双刀双掷射频开关的控制端；
2个单刀双掷射频开关包括第一单刀双掷射频开关和第二单刀双掷射频开关，第一单刀双掷射频开关的输入端连接控制器的发送信号管脚，第一单刀双掷射频开关的两个输出端分别连接用于发送信号的第一内置天线和双刀双掷射频开关的第一输入端；第二单刀双掷射频开关的输入端连接控制器的接收信号管脚，两个输出端分别连接用于接收信号的第二内置天线和双刀双掷射频开关的第二输入端；
双刀双掷射频开关的两个输出端分别连接用于发送信号的外置天线和用于接收信号的外置天线。
2.根据权利要求1所述的LORA网关天线半双工与全双工切换电路，其特征在于：与非门采用的芯片型号均为74LVC1G00。
3.根据权利要求1所述的LORA网关天线半双工与全双工切换电路，其特征在于：与门采用的芯片型号均为74LVC1G08。
4.根据权利要求1所述的LORA网关天线半双工与全双工切换电路，其特征在于：单刀双掷射频开关采用的芯片型号为RFSW1012。
5.根据权利要求1所述的LORA网关天线半双工与全双工切换电路，其特征在于：双刀双掷射频开关采用的芯片型号为SKY13699-21。
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| CN202122575303.4U Active CN216216883U (zh) | 2021-10-26 | 2021-10-26 | 一种lora网关天线半双工与全双工切换电路 |
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