CN216751753U - 一种双频抗干扰宽带自组网电台 - Google Patents

Abstract

本实用新型的涉及一种电台，具体说是双频抗干扰宽带自组网电台。它包括中央处理器、以太网收发模块和无线收发模块。所述中央处理器电连接有存储模块和Flash，中央处理器分别与以太网收发模块和无线收发模块呈电连接。其特点是所述无线收发模块包括L频段无线收发组件和C频段无线收发组件，中央处理器电连接有窄带跳频组件，窄带跳频组件电连接有第三天线。该电台不易被干扰，信号传输的稳定性较好。

Description

一种双频抗干扰宽带自组网电台

技术领域

本实用新型的涉及一种电台，具体说是双频抗干扰宽带自组网电台。

背景技术

宽带自组网电台由于不依赖任何基础设施，具备很高的便捷性、灵活性，近年来广泛应用于多种领域，如抢险救灾、电力巡检、森林防火等。目前，现有的宽带自组网电台通常工作在固定频率上，无法自动选频，特别容易受到干扰，信号传输的稳定性较差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种双频抗干扰宽带自组网电台，该电台不易被干扰，信号传输的稳定性较好。

为解决上述问题，提供以下技术方案：

本实用新型的双频抗干扰宽带自组网电台包括中央处理器、以太网收发模块和无线收发模块。所述中央处理器电连接有存储模块和Flash，中央处理器分别与以太网收发模块和无线收发模块呈电连接。其特点是所述无线收发模块包括L频段无线收发组件和C频段无线收发组件，中央处理器电连接有窄带跳频组件，窄带跳频组件电连接有第三天线。

其中，所述L频段无线收发组件包括第一无线收发器，第一无线收发器有PCIe接口，第一无线收发器的PCIe接口通过导线与中央处理器相连，第一无线收发器并联有两个射频前端。所述射频前端包括混频器和第一射频开关，混频器分别通过信号输出导线和信号接收导线与第一射频开关相连，且混频器与第一射频开关间的输出导线上依次串联有声表滤波器一、驱动放大器、功率放大器一和低通滤波器一，混频器与第一射频开关间的信号接收导线上依次串联有声表滤波器二和低噪音放大器一。所述第一射频开关通过导线连接有第一天线。

所述第一无线收发器通过导线连接有缓冲器，缓冲器通过导线分别与两个混频器相连，缓冲器通过导线连接有第一晶振。

所述C频段无线收发组件包括第二无线收发器，第二无线收发器有PCIe接口，第二无线收发器的PCIe接口通过导线与中央处理器相连，第二无线收发器并联有两个第二射频开关。所述第二无线收发器分别通过信号输出导线和信号接收导线与第二射频开关相连，第二无线收发器与第二射频开关间的信号输出导线上依次串联有功率放大器二和低通滤波器二，第二无线收发器与第二射频开关间的信号接收导线上依次串联有低噪音放大器二和带通滤波器三。所述第二射频开关通过导线连接有第二天线。

所述第二无线收发器通过导线连接有第二晶振。

所述第一无线收发器和第二无线收发器均含有型号为AR9582的芯片U1C，所述混频器含有型号为RFFC2071的芯片U2，混频器有2G_TX_OUT_0端和2G_RX_IN_0端。

L频段无线收发组件中：所述芯片U1C的RF2IN_0引脚通过第一电阻R1与第三电容C3的一端相连，第三电容C3的另一端与所述混频器的2G_RX_IN_0端相连，靠近芯片U1C的第一电阻R1一端通过第七电容C7接地，靠近第三电容C3的第一电阻R1一端通过第八电容C8接地。所述芯片U1C的RF2OUT_0引脚依次通过第十四电容C14、第六电感L6与第十五电容C15的一端相连，第十五电容C15的另一端与所述混频器的2G_TX_OUT_0端相连，靠近第六电感L6的第十四电容C14一端通过第十六电容C16接地，靠近第十五电容C15的第六电感L6一端通过第十七电容C17接地。所述芯片U2的MIX2_IPP引脚依次通过第二电容C2和第一电感L1与第四电容C4的一端相连，靠近第一电感L1的第二电容C2一端通过第一电容C1接地。所述芯片U2的MIX2_IPN引脚依次通过第六电容C6和第五电容C5与靠近第一电感L1的第四电容C4一端相连，靠近第五电容C5的第六电容C6一端通过第二电感L2接地；远离第一电感L1的第四电容C4一端与带通滤波器一FL1的OUT端相连，带通滤波器一FL1的GND端相连接地，带通滤波器一FL1的IN端即为混频器的2G_TX_OUT_0端。所述芯片U2的MIX1_OPP引脚通过第四电感L4与第十一电容C11的一端相连，芯片U2的MIX1_OPN引脚通过第十二电容C12与靠近第四电感L4的第十一电容C11一端相连，芯片U2的MIX1_OPP引脚通过第五电感L5与芯片U2的MIX1_OPN引脚相连，第五电感L5的两端并联有第二电阻R2，芯片U2的MIX1_OPN引脚通过第三电感L3与电源VCC相连，靠近电源VCC的第三电感L3一端分别通过第九电容C9和第十电容C10接地。远离第四电感L4的第十一电容C11一端与带通滤波器二FL2的IN端相连，带通滤波器二FL2的GND端接地，带通滤波器二FL2的OUT端即为所述混频器的2G_RX_IN_0端。

所述以太网收发模块有两个，以太网收发模块包括以太网收发芯片和网口，网口与以太网收发芯片呈电连接。所述以太网收发芯片有RGMII接口，以太网收发芯片通过RGMII接口与中央处理器相连。

所述窄带跳频组件含有型号为SX1276的收发器，收发器使用串口与中央处理器相连。

采取以上方案，具有以下优点：

由于本实用新型的双频抗干扰宽带自组网电台的无线收发模块包括L频段无线收发组件和C频段无线收发组件，中央处理器电连接有窄带跳频组件。这种双频抗干扰宽带自组网电台除了具备两个跨度较大的工作频率范围之外，还结合了窄带跳频组件，可以在两段频率范围内自动选取最佳的工作信道，相对于传统的单频固定信道自组网电台，抗干扰能力得到了大幅提升，大大提高了信号传输的稳定性。

附图说明

图1是本实用新型的双频抗干扰宽带自组网电台的原理示意图；

图2是本实用新型的双频抗干扰宽带自组网电台中L频段无线收发组件的原理示意图；

图3是本实用新型的双频抗干扰宽带自组网电台中C频段无线收发组件的原理示意图；

图4是本实用新型的双频抗干扰宽带自组网电台中L频段无线收发组件的芯片U1C的电路原理图；

图5是本实用新型的双频抗干扰宽带自组网电台中混频器的电路原理图；

图6是本实用新型的双频抗干扰宽带自组网电台的组网拓补图；

图7是多个本实用新型的双频抗干扰宽带自组网电台的协同工作过程图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

如图1～3所示，本实用新型的双频抗干扰宽带自组网电台包括中央处理器、以太网收发模块和无线收发模块。所述中央处理器为NXP公司的LS1020A处理器，所述LS1020A处理器电连接有存储模块和Flash，LS1020A处理器分别与以太网收发模块和无线收发模块呈电连接。所述存储模块为DDR。所述无线收发模块包括L频段无线收发组件和C频段无线收发组件，LS1020A处理器电连接有窄带跳频组件，窄带跳频组件电连接有第三天线。所述L频段无线收发组件包括第一无线收发器，第一无线收发器有PCIe接口，第一无线收发器的PCIe接口通过导线与LS1020A处理器相连。所述C频段无线收发组件包括第二无线收发器，第二无线收发器有PCIe接口，第二无线收发器的PCIe接口通过导线与LS1020A处理器相连。所述以太网收发模块有两个，以太网收发模块包括以太网收发芯片和网口，网口与以太网收发芯片呈电连接。所述以太网收发芯片有RGMII接口，以太网收发芯片通过RGMII接口与LS1020A处理器相连。

所述LS1020A处理器配合DDR及Flash，组成了最小系统。LS1020A采用ARM Cortex-A7内核，内置双核心，主频可达1.2GHz，可支持1600MHz DDR3L/DDR4内存，具备2个PCIExpress Root complex接口，3个RGMII接口，拥有强大的处理能力。

以太网收发芯片选用了Qualcomm公司的AR8033芯片。AR8033是一款单端口，10/100/1000Mbps以太网收发器，同时支持RGMII与SGMII接口。AR8033具备较低的功耗，外围电路简单，非常适用于企业级、运营商级及家用网络设备，例如家用网关，企业交换机等设备。AR8033使用RGMII接口与中压处理器连接。

所述第一无线收发器和第二无线收发器均含有型号为AR9582的芯片U1C，AR9582的芯片U1C为Qualcomm公司生产。芯片U1C是一款高集成度IEEE 802.11a/b/g/n无线收发器，支持2.4/5GHz工作频率，支持2*2MIMO，支持5/10/20/40MHz信道带宽，物理层速率可达300Mbps。AR9582内部集成了MAC，基带处理器，模数/数模转换器，2*2MIMO射频收发器，PCIe接口，并具有较低的功耗。AR9582通过PCIe接口与LS1020A连接。

所述跳频组件使用Semtech公司的SX1276实现的。SX1276是一款低功耗远距离收发器，其工作频率范围是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，支持跳频工作模式，具备极强的抗干扰能力。SX1276使用串口与LS1020A连接。

由于AR9582本身不支持L频段，因此L频段无线收发组件的实现较为复杂，需要对AR9582进行上/下变频，具体方案是：所述第一无线收发器并联有两个射频前端。所述射频前端包括混频器和第一射频开关，混频器分别通过信号输出导线和信号接收导线与第一射频开关相连，且混频器与第一射频开关间的输出导线上依次串联有声表滤波器一、驱动放大器、功率放大器一和低通滤波器一，混频器与第一射频开关间的信号接收导线上依次串联有声表滤波器二和低噪音放大器一。所述第一射频开关通过导线连接有第一天线。所述第一无线收发器通过导线连接有缓冲器，缓冲器通过导线分别与两个混频器相连，缓冲器通过导线连接有第一晶振。

混频器含有型号RFFC2071的芯片U2，其内置了压控振荡器，锁相环及2个混频器。AR9582发出的2.4GHz信号经过RFFC2071其中的一个混频器，发射频率便转换为L频段，经过滤波及功率放大后发射至空间；天线感应到的L频段无线信号经过滤波及低噪声放大器之后，送至RFFC2071的另一个混频器，L频段信号便被还原为2.4GHz，供AR9582解调。混频器有2G_TX_OUT_0端和2G_RX_IN_0端。

AR9582本身已支持C频段，因此C频段无线收发组件的实现较为简单，AR9582芯片只需要配合功率放大器、低通滤波器、射频开关、带通滤波器及低噪声放大器即可，如下图所示。

所述第二无线收发器并联有两个第二射频开关。所述第二无线收发器分别通过信号输出导线和信号接收导线与第二射频开关相连，第二无线收发器与第二射频开关间的信号输出导线上依次串联有功率放大器二和低通滤波器二，第二无线收发器与第二射频开关间的信号接收导线上依次串联有低噪音放大器二和带通滤波器三。所述第二射频开关通过导线连接有第二天线。所述第二无线收发器通过导线连接有第二晶振。

所述第一晶振和第二晶振均为40MHz晶振。

如图4和图5所示，L频段无线收发组件中：所述芯片U1C的RF2IN_0引脚通过第一电阻R1与第三电容C3的一端相连，第三电容C3的另一端与所述混频器的2G_RX_IN_0端相连，靠近芯片U1C的第一电阻R1一端通过第七电容C7接地，靠近第三电容C3的第一电阻R1一端通过第八电容C8接地。所述芯片U1C的RF2OUT_0引脚依次通过第十四电容C14、第六电感L6与第十五电容C15的一端相连，第十五电容C15的另一端与所述混频器的2G_TX_OUT_0端相连，靠近第六电感L6的第十四电容C14一端通过第十六电容C16接地，靠近第十五电容C15的第六电感L6一端通过第十七电容C17接地。所述芯片U2的MIX2_IPP引脚依次通过第二电容C2和第一电感L1与第四电容C4的一端相连，靠近第一电感L1的第二电容C2一端通过第一电容C1接地。所述芯片U2的MIX2_IPN引脚依次通过第六电容C6和第五电容C5与靠近第一电感L1的第四电容C4一端相连，靠近第五电容C5的第六电容C6一端通过第二电感L2接地；远离第一电感L1的第四电容C4一端与带通滤波器一FL1的OUT端相连，带通滤波器一FL1的GND端相连接地，带通滤波器一FL1的IN端即为混频器的2G_TX_OUT_0端。所述芯片U2的MIX1_OPP引脚通过第四电感L4与第十一电容C11的一端相连，芯片U2的MIX1_OPN引脚通过第十二电容C12与靠近第四电感L4的第十一电容C11一端相连，芯片U2的MIX1_OPP引脚通过第五电感L5与芯片U2的MIX1_OPN引脚相连，第五电感L5的两端并联有第二电阻R2，芯片U2的MIX1_OPN引脚通过第三电感L3与电源VCC相连，该VCC为3.0V的0路模拟电源。靠近电源VCC的第三电感L3一端分别通过第九电容C9和第十电容C10接地。远离第四电感L4的第十一电容C11一端与带通滤波器二FL2的IN端相连，带通滤波器二FL2的GND端接地，带通滤波器二FL2的OUT端即为所述混频器的2G_RX_IN_0端。

发射通路上的第七电容C7、第一电阻R1、第八电容C8是AR9582的输出端匹配电路。第三电容C3、第四电容C4、第二电容C2、第六电容C6是隔直电容，带通滤波器FL1用于抑制带外杂散。第一电感L1、第五电容C5、第一电容C1、第二电感L2组成了RFFC2071的输入匹配电路。接收通路上第十四电容C14、第十五电容C15是隔直电容，第十六电容C16、第六电感L6、第十七电容C17是AR9582的输入端匹配电路，带通滤波器FL2用于抑制RFFC2071产生的本振泄露及镜像频率，第十一电容C11是隔直电容，第四电感L4、第十二电容C12、第十三电容13、第三电感L3、第二电阻R2、第五电感L5组成了RFFC2071的输出匹配及供电电路，第九电容C9、第十电容C10是去耦电容。

多个本实用新型的双频抗干扰宽带自组网电台组网拓补如图6所示，所有双频抗干扰宽带自组网电台进行无中心组网。各双频抗干扰宽带自组网电台协同工作的过程：S1，电台通电；S2，各电台的L/C频段无线收发组件扫描所处位置的电磁环境；S3，各电台通过窄带跳频组件广播各自所处位置的电磁环境；S4，窄带跳频组件选出最佳的工作信道；S5，窄带跳频组件通知所有电台设定相同的工作频率；S6，网络连接建立；S7，各电台时刻汇报当前信道状况如信噪比、丢包率等；S8，窄带跳频组件时刻根据信道状况选取新的工作频率并回到S5。如图7所示。

如上所述，本实用新型的双频抗干扰宽带自组网电台在使用过程中，即使L频段全部被干扰，电台仍能通过C频段进行可靠通信；相反，即使C频段被全部被干扰，电台仍能通过L频段进行可靠通信。

Claims (8)

1.一种双频抗干扰宽带自组网电台，包括中央处理器、以太网收发模块和无线收发模块；所述中央处理器电连接有存储模块和Flash，中央处理器分别与以太网收发模块和无线收发模块呈电连接；其特征在于所述无线收发模块包括L频段无线收发组件和C频段无线收发组件，中央处理器电连接有窄带跳频组件，窄带跳频组件电连接有第三天线。

2.如权利要求1所述的双频抗干扰宽带自组网电台，其特征在于所述L频段无线收发组件包括第一无线收发器，第一无线收发器有PCIe接口，第一无线收发器的PCIe接口通过导线与中央处理器相连，第一无线收发器并联有两个射频前端；所述射频前端包括混频器和第一射频开关，混频器分别通过信号输出导线和信号接收导线与第一射频开关相连，且混频器与第一射频开关间的输出导线上依次串联有声表滤波器一、驱动放大器、功率放大器一和低通滤波器一，混频器与第一射频开关间的信号接收导线上依次串联有声表滤波器二和低噪音放大器一；所述第一射频开关通过导线连接有第一天线。

3.如权利要求2所述的双频抗干扰宽带自组网电台，其特征在于所述第一无线收发器通过导线连接有缓冲器，缓冲器通过导线分别与两个混频器相连，缓冲器通过导线连接有第一晶振。

4.如权利要求3所述的双频抗干扰宽带自组网电台，其特征在于所述C频段无线收发组件包括第二无线收发器，第二无线收发器有PCIe接口，第二无线收发器的PCIe接口通过导线与中央处理器相连，第二无线收发器并联有两个第二射频开关；所述第二无线收发器分别通过信号输出导线和信号接收导线与第二射频开关相连，第二无线收发器与第二射频开关间的信号输出导线上依次串联有功率放大器二和低通滤波器二，第二无线收发器与第二射频开关间的信号接收导线上依次串联有低噪音放大器二和带通滤波器三；所述第二射频开关通过导线连接有第二天线。

5.如权利要求4所述的双频抗干扰宽带自组网电台，其特征在于所述第二无线收发器通过导线连接有第二晶振。

6.如权利要求5所述的双频抗干扰宽带自组网电台，其特征在于所述第一无线收发器和第二无线收发器均含有型号为AR9582的芯片U1C，所述混频器含有型号为RFFC2071的芯片U2，混频器有2G_TX_OUT_0端和2G_RX_IN_0端；

L频段无线收发组件中：所述芯片U1C的RF2IN_0引脚通过第一电阻R1与第三电容C3的一端相连，第三电容C3的另一端与所述混频器的2G_RX_IN_0端相连，靠近芯片U1C的第一电阻R1一端通过第七电容C7接地，靠近第三电容C3的第一电阻R1一端通过第八电容C8接地；所述芯片U1C的RF2OUT_0引脚依次通过第十四电容C14、第六电感L6与第十五电容C15的一端相连，第十五电容C15的另一端与所述混频器的2G_TX_OUT_0端相连，靠近第六电感L6的第十四电容C14一端通过第十六电容C16接地，靠近第十五电容C15的第六电感L6一端通过第十七电容C17接地；所述芯片U2的MIX2_IPP引脚依次通过第二电容C2和第一电感L1与第四电容C4的一端相连，靠近第一电感L1的第二电容C2一端通过第一电容C1接地；所述芯片U2的MIX2_IPN引脚依次通过第六电容C6和第五电容C5与靠近第一电感L1的第四电容C4一端相连，靠近第五电容C5的第六电容C6一端通过第二电感L2接地；远离第一电感L1的第四电容C4一端与带通滤波器一FL1的OUT端相连，带通滤波器一FL1的GND端相连接地，带通滤波器一FL1的IN端即为混频器的2G_TX_OUT_0端；所述芯片U2的MIX1_OPP引脚通过第四电感L4与第十一电容C11的一端相连，芯片U2的MIX1_OPN引脚通过第十二电容C12与靠近第四电感L4的第十一电容C11一端相连，芯片U2的MIX1_OPP引脚通过第五电感L5与芯片U2的MIX1_OPN引脚相连，第五电感L5的两端并联有第二电阻R2，芯片U2的MIX1_OPN引脚通过第三电感L3与电源VCC相连，靠近电源VCC的第三电感L3一端分别通过第九电容C9和第十电容C10接地；远离第四电感L4的第十一电容C11一端与带通滤波器二FL2的IN端相连，带通滤波器二FL2的GND端接地，带通滤波器二FL2的OUT端即为所述混频器的2G_RX_IN_0端。

7.如权利要求1所述的双频抗干扰宽带自组网电台，其特征在于所述以太网收发模块有两个，以太网收发模块包括以太网收发芯片和网口，网口与以太网收发芯片呈电连接；所述以太网收发芯片有RGMII接口，以太网收发芯片通过RGMII接口与中央处理器相连。

8.如权利要求1～7中任一项所述的双频抗干扰宽带自组网电台，其特征在于所述窄带跳频组件含有型号为SX1276的收发器，收发器使用串口与中央处理器相连。

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