[发明专利]无线收发器

说明书

技术领域

本发明涉及无线信号发射技术领域，特别涉及一种无线收发器。

背景技术

随着无线技术的发展，高可靠性、超远通信距离、低功耗、成本的无线发射器在下面的领域有着越来越广泛的需求，包括：住宅小区远距离无线抄表、建筑工地定位无线呼叫、工厂远距离无线控制、智能家居和水文电力监控等。

目前实现的方案主要有以下三种方式，不过它们各自都有自己的缺陷。详细说明如下：

1)“MCU(Micro Control Unit，微控制单元)+声表稳频调制器+三极管调制放大”方案。

该方案缺点是仅能单向通信，数据无法重发，且RF信号调制方式简单导致所以抗干扰性能差、发射速率低、功耗大；

2)“MCU+集成收发射频芯片+RF放大器”方案。

该方案基本满足设计要求，但收发芯片的发射功率会随供电电池电压的降低而降低，导致通信距离大大缩短；

3)“单片集成MCU、RF和PA的集成电路实现”方案，该方案比较典型的比如ZigBee的CC2530，方案优点是集成度非常高，分立元器件很少，硬件和软件设计简单。但缺点是接收灵敏度低、成本很高(大约要4美金)，且发射信号的频段是2.4G的，信号在传输过程中的衍射、反射效果差，穿透性和绕障碍物性能都不理想。

在实际的使用中，用户经常需要的是一个能够进行双向通信，低功耗，抗干扰性能好，超远通信距离和性价比高的方案。而在上面的实现方案往往只能满足用户的某个或者某几个需求，而不能满足所有的需求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何实现超低功耗、远距离的无线收发器。

(二)技术方案

为解决上述技术问题。本发明提供了一种无线收发器，包括：MCU、射频信号收发器、射频放大器、低噪声放大器、射频开关及供电模块，所述MCU连接所述射频信号收发器，所述射频信号收发器分别连接所述射频放大器和低噪声放大器，所述射频开关分别连接所述射频放大器和低噪声放大器，所述供电模块用于为所述MCU、射频信号收发器、射频放大器、低噪声放大器及射频开关供电。

其中，所述射频放大器包括：射频输入带通滤波电路、信号放大电路、放大器电流偏置电路、输出放大电路，所述射频输入带通滤波电路连接所述射频信号收发器，并连接所述信号放大电路和放大器电流偏置电路，用于滤除射频信号收发器产生的谐波和噪声；所述放大器电流偏置电路连接所述信号放大电路和输出放大电路，用于提供使射频放大器工作于线性放大区内的工作点电流；所述输出放大电路连接所述信号放大电路和放大器电流偏置电路，用于提高信号增益和驱动能力；所述信号放大电路用于放大发射信号的发射功率。

其中，所述信号放大电路为高频三极管。

其中，所述高频三极管为2SC3356型高频三极管。

其中，所述射频输入带通滤波电路包括：第一电感、第二电感、第三电感、第一电容、第二电容、第三电容和第四电容，所述第一电感和第二电容并联，其并联电路与第二电感、第三电容和第三电感并联，第二电感、第三电容和第三电感串联，所述并联电路的一端连接所述第一电容，所述第三电感与所述第四电容并联，所述第四电容的两端连接所述高频三极管的基极和发射极。

其中，所述放大器电流偏置电路包括：第四电感、第五电容和第一电阻，所述第四电感和第一电阻串联，所述第四电感的一端连接所述高频三极管的基极，所述第一电阻的一端连接电源端，所述第四电感和第一电阻的连接端通过所述第五电容与地连接。

其中，所述输出放大电路包括：

输出谐振电路，所述输出谐振电路包括：第五电感、第二电阻、第六电容和第七电容，所述第二电阻的两端分别连接所述第六电容和第七电容的一端，且与所述第六电容连接的一端连接电源端，另一端连接所述第五电感的一端，所述第六电容和第七电容的另一端接地，所述第五电感的另一端连接所述高频三极管的集电极；

输出匹配电路，所述输出匹配电路包括：第六电感和第八电容，所述第八电容一端连接所述高频三极管的集电极，另一端连接所述第六电感的一端，所述第六电感的另一端连接所述射频开关的输入引脚。

其中，所述第五电感和第六电感在电路中垂直设置。

其中，所述供电模块包括电源和DC/DC电路，所述电源为MCU、射频信号收发器和低噪声放大器直接供电，并通过所述DC/DC电路为所述射频放大器和射频开关供电。