专利名称：无线收发电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及射频电路技术，尤其涉及一种无线收发电路。
背景技术：
目前同类的射频模块主要应用于民用行业，采用TI的CCllOO射频芯片组和Analog的AD7021芯片组，主要应用于煤气、水表、电表抄表民用数据采集系统，对可靠性要求不是很高，IOdBm的射频电路接收灵敏度在_80dbm以下，传输距离较近。而在50m以内，如果要求传输距离超过100m，就必须提高发射功率到20dBm，同时射频接收电路需要增加LNA低噪放电路，成本比较高，功耗大。中国专利CN200620169094，涉及塔吊无线遥控装置。由发射、接收器组成；发射器包括一个盒体，盒体上设键盘，键盘上设控制塔吊上、下、左、右、前、后、低速、中速、高速、急停的按钮；盒体内设由键盘输入电路、单片机、无线芯片，发射大线组成的发射电路；键盘连接键盘输入电路，键盘输入电路连接单片机，单片机连接无线芯片，无线芯片连接天线。接收器连接塔吊控制电路，由接收天线，无线芯片，单片机，三-八译码器，反相器，与非门，光电耦合器，继电器等组成；接收天线连接无线芯片，无线芯片连接单片机，单片机连接三-八译码器，三-八译码器连接反相器，反相器连接与非门，与非门连接光电耦合器，光电耦合器连接继电器，再连接塔吊的控制电路。图1示出了现有一般的无功放的射频电路设计示意图，如图所示，LNA_N和LNA_P端组成射频接收网络，PA为发射端，发射和接收共用外部的射频网络，相互之间没有有效的隔离，发射功率的变化将影响接收灵敏度的变化。因此，现有的无功放的射频电路设计主要存在以下缺点:(I)大功率时电路成本较高，要增加PA和LNA器件组；(2)低功耗(小于IOdBm)时，有效传输距离较近；(3)芯片直接输出大于IOdBm时，对接收灵敏度干扰很大，接收灵敏度降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种无线收发电路，以克服上述现有的无功放的射频电路设计中所存在的大功率时电路成本较高、低功耗时有效传输距离较近、以及芯片直接输出大于IOdBm时，对接收灵敏度干扰很大，接收灵敏度降低的技术问题。本发明的目的是通过下述技术方案实现的:—种无线收发电路，包括具有射频信号接收端、射频信号发射端、射频信号控制端的主芯片以及射频天线，其中，还包括一至少具有输入端、第一输出端、第二输出端和开关控制端的射频开关，所述射频天线连接于所述射频开关的所述输入端，所述射频信号接收端通过一射频接收网络连接到所述射频开关的所述第一输出端，所述射频信号发射端通过一射频发射网络连接到所述射频开关的所述第二输出端，所述射频信号控制端通过一控制电路连接到所述射频开关的所述开关控制端；当所述无线收发电路处于接收状态时，所述射频开关的所述输入端和所述第一输出端内部导通，从所述射频天线接收的射频信号经过所述射频开关最终输入所述射频接收网络；当所述无线收发电路处于发射状态时，所述射频开关的所述输入端和所述第二输出端内部导通，射频信号从所述主芯片的所述射频信号发射端输出，经过所述射频发射网络，再通过所述射频开关直接输出到所述射频天线。上述无线收发电路，其中，所述射频开关为一多引脚芯片，所述多引脚芯片的5脚为开关输入端，I脚为第一输出端，3脚为第二输出端，4，6脚为开关控制端。上述无线收发电路，其中，所述控制电路包括第一电阻R1、第二电阻R2和三极管Ql，所述主芯片的所述射频信号控制端通过第一电阻Rl连接所述三极管Ql的基极，所述三极管Ql的发射极接地，所述三极管Ql的集电极通过所述第二电阻R2接工作电源Vdd，所述三极管Ql的集电极接所述射频开关的所述开关控制端。上述无线收发电路，其中，所述射频开关的所述输入端通过第七电容C7、第八电感L8和第七电感L7连接所述射频天线，所述第七电感L7和所述第八电感L8之间通过第九电容C9接地。上述无线收发电路，其中，所述射频开关的2脚接地，6脚通过第八电容CS接地，4脚通过第六电容C6接地。上述无线收发电路，其中，所述射频信号接收端包括低噪放大正极端和低噪放大负极端，所述低噪放大正极端和所述低噪放大负极端之间组成所述射频接收网络。上述无线收发电路，其中，所述射频接收网络包括第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一电容Cl和第二电容C2，所述低噪放大正极端和所述低噪放大负极端之间跨接所述第一电感LI，所述第二电感L2和所述第一电容Cl串接后与所述第一电感LI并联，所述第三电感L3和所述第二电容C2串接后与所述第一电感LI并联，所述第一电容Cl和所述第二电感L2之间接地，所述第二电容C2和所述第三电感L3之间通过一第四电感L4连接所述射频开关的所述第一输出端。上述无线收发电路，其中，所述射频发射网络包括第三电阻R3、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第五电感L5和第六电感L6,所述第三电阻R3与所述第四电容C4并联后一端连接工作电压Vdd，另一端通过所述第六电感L6连接所述主芯片的所述射频信号发射端，所述第五电感L5和所述第三电容C3并联后一端通过所述第五电容C5连接所述主芯片的所述射频信号发射端，另一端连接所述射频开关的所述第二输出端。与已有技术相比，本发明的有益效果在于:将无线收发电路的接收端与发射端从一定程度上分隔开，可有效防止自激震荡发生，接收灵敏度达到_120dBm，即使在提高发射功率的同时，接收灵敏度仍然保持_120dBm ；能够有效实现低功率信号的长距离(大于150m)传输，并且不采用PA和LNA组件。
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:图1是现有技术中无功放的射频电路的结构示意图；图2是本发明无线收发电路实施例的结构示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相
互组合。本发明的基本思想在于:设计一种无线收发电路，以克服上述现有的无功放的射频电路设计中所存在的大功率时电路成本较高、低功耗时有效传输距离较近、以及芯片直接输出大于IOdBm时，对接收灵敏度干扰很大，接收灵敏度降低的技术问题。下面结合原理图和具体操作实施例对本发明作进一步说明。如图2所示，本发明实施例中，无线收发电路包括具有射频信号接收端LNA、射频信号发射端PA、射频信号控制端TRX_SW的主芯片和射频天线ANT，主芯片的具体型号可以是CCllOO系列等，本发明实施例中优先采用CC1120芯片。本发明无线收发电路还包括一射频开关U1，射频开关Ul至少具有一输入端、第一输出端、第二输出端和开关控制端。射频天线ANT连接于射频开关Ul的输入端，射频信号接收端LNA通过一射频接收网络连接到射频开关Ul的第一输出端，射频信号发射端PA通过一射频发射网络连接到射频开关Ul的第二输出端，射频信号控制端TRX_SW通过一控制电路连接到射频开关Ul的开关控制端。射频信号接收端LNA包括低噪放大正极端LNA_P和低噪放大负极端LNA_N，低噪放大正极端LNA_P和低噪放大负极端LNA_N之间组成一射频接收网络。继续参看图2所示，射频接收网络包括第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一电容Cl和第二电容C2，LNA_N端口和口之间跨接第一电感LI，第二电感L2和第一电容Cl串接后与第一电感LI并联，第三电感L3和第二电容C2串接后与第一电感LI并联，第一电容Cl和第二电感L2之间接地，第二电容C2和第三电感L3之间通过一第四电感L4连接射频开关Ul的第一输出端。控制电路包括第一电阻R1、第二电阻R2和三极管QI，主芯片的TRX_SW端口通过第一电阻Rl连接三极管Ql的基极，三极管Ql的发射极接地，三极管Ql的集电极通过第二电阻R2接工作电源Vdd，三极管Ql的集电极接射频开关Ul的6脚，射频开关Ul的4脚与主芯片的射频信号控制端TRX_SW连接。主芯片CC1120的30脚和31脚之间串接一32MHz的晶体振荡器。当本发明无线收发电路处于接收状态时，控制回路控制射频开关Ul在不同状态下的切换，射频开关Ul的输入端和第一输出端内部导通，射频信号从射频天线ANT接收经过射频开关Ul最终输入射频接收网络，因为接收网络与发射网络完全隔离，静态噪声很小，接收灵敏度可以达到_120dBm，提高发射功率的同时，接收灵敏度仍然可以保持-120dBm。当无线收发电路处于发射状态时，射频开关Ul的输入端和第二输出端内部导通，射频信号从主芯片的射频信号发射端PA输出，经过射频发射网络，再通过射频开关Ul直接输出到射频天线ANT，不会受到射频接收网络的影响，发射的信号也不会传导到接收回路，防止自激震荡发生。射频发射网络包括第三电阻R3、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第五电感L5和第六电感L6,第三电阻R3与第四电容C4并联后一端连接工作电压Vdd,另一端通过第六电感L6连接主芯片的射频信号发射端PA，第五电感L5和第三电容C3并联后一端通过第五电容C5连接主芯片的射频信号发射端PA，另一端连接射频开关Ul的第二输出端。射频开关Ul的输入端通过第七电容C7、第八电感L8和第七电感L7连接射频天线ANT，第七电感L7和第八电感L8之间通过第九电容C9接地。射频开关Ul的2脚接地，6脚通过第八电容C8接地，4脚通过第六电容C6接地。在本发明的优选实施例中，CC1120芯片能够输出最大的发射功率为-14dBm，本发明设计通过调整内部寄存器使芯片输出功率达到14dBm，能够有效实现低功率信号的长距离(大于150m)传输并且不采用PA组件和LNA组件。本发明实施例采用射频开关将发射和接收有效隔开，使得射频信号的发射和接收在工作时不会相互串扰，从而实现了较高的发射功率和很高的接收灵敏度，同时因为没有采用PA和LNA等辅助元器件，电路成本也降到最低。以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但本发明并不限制于以上描述的具体实施例，其只是作为范例。对于本领域技术人员而言，任何等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作出的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
权利要求
1.一种无线收发电路，包括具有射频信号接收端、射频信号发射端、射频信号控制端的主芯片以及射频天线，其特征在于，还包括一至少具有输入端、第一输出端、第二输出端和开关控制端的射频开关，所述射频天线连接于所述射频开关的所述输入端，所述射频信号接收端通过一射频接收网络连接到所述射频开关的所述第一输出端，所述射频信号发射端通过一射频发射网络连接到所述射频开关的所述第二输出端，所述射频信号控制端通过一控制电路连接到所述射频开关的所述开关控制端； 当所述无线收发电路处于接收状态时，所述射频开关的所述输入端和所述第一输出端内部导通，从所述射频天线接收的射频信号经过所述射频开关最终输入所述射频接收网络； 当所述无线收发电路处于发射状态时，所述射频开关的所述输入端和所述第二输出端内部导通，射频信号从所述主芯片的所述射频信号发射端输出，经过所述射频发射网络，再通过所述射频开关直接输出到所述射频天线。
2.如权利要求1所述无线收发电路，其特征在于，所述射频开关为一多引脚芯片，所述多引脚芯片的5脚为开关输入端，I脚为第一输出端，3脚为第二输出端，4，6脚为开关控制端。
3.如权利要求2所述无线收发电路，其特征在于，所述控制电路包括第一电阻R1、第二电阻R2和三极管Ql，所述主芯片的所述射频信号控制端通过第一电阻Rl连接所述三极管Ql的基极，所述三极管Ql的发射极接地，所述三极管Ql的集电极通过所述第二电阻R2接工作电源Vdd，所述三极管Ql的集电极接所述射频开关的所述开关控制端。
4.如权利要求1所述无线收发电路，其特征在于，所述射频开关的所述输入端通过第七电容C7、第八电感L8和第七电感L7连接所述射频天线，所述第七电感L7和所述第八电感L8之间通过第九电容C9接地。
5.如权利要求2或3或4中任意一项所述无线收发电路，其特征在于，所述射频开关的2脚接地，6脚通过第八电容C8接地，4脚通过第六电容C6接地。
6.如权利要求1所述无线收发电路，其特征在于，所述射频信号接收端包括低噪放大正极端和低噪放大负极端，所述低噪放大正极端和所述低噪放大负极端之间组成所述射频接收网络。
7.如权利要求96所述无线收发电路，其特征在于，所述射频接收网络包括第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一电容Cl和第二电容C2，所述低噪放大正极端和所述低噪放大负极端之间跨接所述第一电感LI，所述第二电感L2和所述第一电容Cl串接后与所述第一电感LI并联，所述第三电感L3和所述第二电容C2串接后与所述第一电感LI并联，所述第一电容Cl和所述第二电感L2之间接地，所述第二电容C2和所述第三电感L3之间通过一第四电感L4连接所述射频开关的所述第一输出端。
8.如权利要求1所述无线收发电路，其特征在于，所述射频发射网络包括第三电阻R3、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第五电感L5和第六电感L6,所述第三电阻R3与所述第四电容C4并联后一端连接工作电压Vdd，另一端通过所述第六电感L6连接所述主芯片的所述射频信号发射端，所述第五电感L5和所述第三电容C3并联后一端通过所述第五电容C5连接所述主芯片的所述射频信号发射端，另一端连接所述射频开关的所述第二输出端。
全文摘要
本发明公开了一种无线收发电路，包括型号为CC1120的主芯片，还包括一射频开关U1，所述主芯片的LNA_N端口和LNA_P端口之间组成射频接收网络，所述射频接收网络与所述主芯片连接，所述主芯片的TRX_SW端口通过一控制回路连接所述射频开关U1，所述主芯片的PA端口通过一发射网络连接所述射频开关U1，所述射频开关U1连接一射频天线ANT。本发明将无线收发电路的接收端与发射端从一定程度上分隔开，可有效防止自激震荡发生，接收灵敏度达到-120dBm。
文档编号H04B1/40GK103166671SQ201310110358
公开日2013年6月19日 申请日期2013年3月29日 优先权日2013年3月29日
发明者袁爱进, 邓武仓, 刘晓明 申请人:上海华兴数字科技有限公司