一种低功耗射频控制系统的制作方法

文档序号:15447120发布日期:2018-09-14 23:30阅读:157来源:国知局

本实用新型属于通信技术领域,具体涉及一种低功耗射频控制系统。



背景技术:

随着射频通信技术的发展,射频设备的使用越来越多,射频设备包括用于发射射频信号的主机、用于接收射频信号的天线和信号处理电路。射频设备按照主机和天线的布设位置分为集成配置设备和分离配置设备,集成配置设备指主机和天线均放置在室内或主机和天线均放置在室外,以提高传输速度,但是,主机和天线均放置在室内,天线的接收的信号容易受室内环境影响,造成信号衰减,主机和天线均放置在室外,室外环境容易加速主机老化;分离配置设备指主机放置在室内,而天线放置在室外空旷地方,这种布设方式不仅有利于信号接收,而且可以保护主机,因此分离配置设备使用广泛。但是,主机和天线分离造成传输距离增加,因此传输速率慢,而且天线和主机之间多采用通信协议进行信号传输,更加导致信号传输不及时,容易产生信号误码。

信号处理电路分为主机端信号处理电路和天线端信号处理电路,天线端信号处理电路是分离配置设备中耗电量最大的部分,射频设备中的分离配置设备大多采用电池供电,因此天线端信号处理电路的耗电需求直接导致分离配置设备待机功耗高,降低了分离配置设备的待机时长,因此在实际使用时,要求分离配置设备功耗尽量降低,以延长待机使用时间。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种低功耗射频控制系统,其结构简单、设计合理,使用操作方便,采用同轴线缆规避了软件通信过程中可能产生的误码率问题,提高了通信可靠性,采用第一晶体振荡器、第二晶体振荡器和第三晶体振荡器产生三路分别用于触发控制器、射频功率放大器和射频接收模块的低频脉冲信号,减少控制器、射频功率放大器和射频接收模块的无用工作时间,降低功耗,使用效果好,便于推广使用。

为解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:一种低功耗射频控制系统,其特征在于:包括主机端信号控制装置和与所述主机端信号控制装置通过同轴线缆通信的天线端信号控制装置,所述主机端信号控制装置包括主机端主分合路器、以及与所述主机端主分合路器通信连接的主机端低频分合路器和射频收发芯片,所述主机端低频分合路器接有第一晶体振荡器、第二晶体振荡器、第三晶体振荡器和主机通信模块,所述第一晶体振荡器、第二晶体振荡器、第三晶体振荡器、主机通信模块和射频收发芯片均与主机相接,所述天线端信号控制装置包括与主机端主分合路器通过同轴线缆通信的天线端主分合路器、以及与所述天线端主分合路器通信连接的天线端低频分合路器、射频功率放大器和射频接收模块,所述射频功率放大器的输出端与双工器的输入端相接,所述双工器的输出端接有低噪放模块,低噪放模块的输出端与射频接收模块的输入端相接,所述双工器与天线通信连接,所述天线端低频分合路器接有控制器通信模块和控制信号处理单元,所述控制器通信模块接有控制器,所述控制信号处理单元包括与天线端低频分合路器相接的第一滤波器、第二滤波器和第三滤波器,所述第一滤波器接有第一检波器,所述第一检波器接有第一比较器,所述第一比较器的输出端与射频接收模块相接,所述第二滤波器接有第二检波器,所述第二检波器接有第二比较器,所述第二比较器的输出端与射频功率放大器相接,所述第三滤波器接有第三检波器,所述第三检波器接有第三比较器,所述第三比较器的输出端与控制器相接,所述控制器的输出端分别射频功率放大器、低噪放模块和射频接收模块相接。

上述的一种低功耗射频控制系统,其特征在于:所述射频收发芯片和主机端主分合路器之间接有主机端射频分合路器,所述天线端主分合路器接有天线端射频分合路器,所述天线端主分合路器通过天线端射频分合路器与射频功率放大器和射频接收模块通信连接。

上述的一种低功耗射频控制系统,其特征在于:所述控制器通信模块为OOK无线通信模块。

上述的一种低功耗射频控制系统,其特征在于:所述主机通信模块为OOK无线通信模块。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点:

1、本实用新型的结构简单、设计合理,实现及使用操作方便。

2、本实用新型采用同轴线缆代替软件通信进行信号的共同传输,避免了通信传输过程中使用通信协议,提高了信号传输速率,规避了通信传输过程中可能产生的误码率问题,提高了通信可靠性。

3、本实用新型第一晶体振荡器、第二晶体振荡器和第三晶体振荡器产生三路低频脉冲信号,一路低频脉冲信号经过第一滤波器、第一检波器和第一比较器输出用于触发射频接收模块的触发信号,另一路低频脉冲信号经过第二滤波器、第二检波器和第二比较器输出用于触发射频功率放大器的触发信号,第三路低频脉冲信号经过第三滤波器、第三检波器和第三比较器输出用于触发控制器的触发信号。当需要卫星信号传输时候,仅射频功率放大器或射频接收模块工作,不需要控制器工作,当主机和天线进行协议通信时,仅需要控制器工作,不需要控制器、射频功率放大器和射频接收模块时时待机,减少控制器、射频功率放大器和射频接收模块的无用工作时间,降低功耗。

综上所述,本实用新型结构简单、设计合理,使用操作方便,采用同轴线缆规避了软件通信过程中可能产生的误码率问题,提高了通信可靠性,采用第一晶体振荡器、第二晶体振荡器和第三晶体振荡器产生三路分别用于触发控制器、射频功率放大器和射频接收模块的低频脉冲信号,减少控制器、射频功率放大器和射频接收模块的无用工作时间,降低功耗,使用效果好,便于推广使用。

下面通过附图和实施例,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。

附图标记说明:

1—第一晶体振荡器; 2—第二晶体振荡器; 3—第三晶体振荡器;

4—主机通信模块; 5—主机端低频分合路器;

6—射频收发芯片; 7—主机端射频分合路器;

8—主机端主分合路器; 9—天线端主分合路器;

10—天线端低频分合路器; 11—第一滤波器;

12—第二滤波器; 13—第三滤波器;

14—第一检波器; 15—第二检波器; 16—第三检波器;

17—第一比较器; 18—第二比较器; 19—第三比较器;

20—双工器; 21—控制器;

22—天线端射频分合路器; 23—射频功率放大器;

24—低噪放模块; 25—射频接收模块; 26—控制器通信模块;

27—主机; 28—天线。

具体实施方式

如图1所示,本实用新型包括主机端信号控制装置和与所述主机端信号控制装置通过同轴线缆通信的天线端信号控制装置,所述主机端信号控制装置包括主机端主分合路器8、以及与所述主机端主分合路器8通信连接的主机端低频分合路器5和射频收发芯片6,所述主机端低频分合路器5接有第一晶体振荡器1、第二晶体振荡器2、第三晶体振荡器3和主机通信模块4,所述第一晶体振荡器1、第二晶体振荡器2、第三晶体振荡器3、主机通信模块4和射频收发芯片6均与主机27相接,所述天线端信号控制装置包括与主机端主分合路器8通过同轴线缆通信的天线端主分合路器9、以及与所述天线端主分合路器9通信连接的天线端低频分合路器10、射频功率放大器23和射频接收模块25,所述射频功率放大器23的输出端与双工器20的输入端相接,所述双工器20的输出端接有低噪放模块24,低噪放模块24的输出端与射频接收模块25的输入端相接,所述双工器20与天线28通信连接,所述天线端低频分合路器10接有控制器通信模块26和控制信号处理单元,所述控制器通信模块26接有控制器21,所述控制信号处理单元包括与天线端低频分合路器10相接的第一滤波器11、第二滤波器12和第三滤波器13,所述第一滤波器11接有第一检波器14,所述第一检波器14接有第一比较器17,所述第一比较器17的输出端与射频接收模块25相接,所述第二滤波器12接有第二检波器15,所述第二检波器15接有第二比较器18,所述第二比较器18的输出端与射频功率放大器23相接,所述第三滤波器13接有第三检波器16,所述第三检波器16接有第三比较器19,所述第三比较器19的输出端与控制器21相接,所述控制器21的输出端分别射频功率放大器23、低噪放模块24和射频接收模块25相接。

实际使用时,主机27向第一晶体振荡器1、第二晶体振荡器2和第三晶体振荡器3发送触发信号,第一晶体振荡器1、第二晶体振荡器2和第三晶体振荡器3产生三路低频脉冲信号,主机27通过主机通信模块4发送控制信号,三路低频脉冲信号和控制信号经过主机端低频分合路5合成一路低频控制信号,然后传输给主机端主分合路器8,主机通过射频收发芯片6将本地数据信号发送给主机端主分合路器8,主机端主分合路器8将本地数据信号和经主机端低频分合路5合成的一路低频控制信号合成为一路信号。经主机端主分合路器8合成一路信号经过同轴线缆传输给天线端主分合路器9,采用同轴线缆进行信号的共同传输,规避了软件通信过程中可能产生的误码率问题,提高了通信可靠性。天线端主分合路器9将主机端主分合路器8合成的一路信号分成两路,一路为低频控制信号,另一路为本地数据信号。低频控制信号经过天线端低频分合路器分为三路低频脉冲信号和一路控制信号。

三路低频脉冲信号的第一路低频脉冲信号经过第一滤波器11,第一滤波器11仅使第一路低频脉冲信号中的特定频率信号通过,第一路低频脉冲信号中的特定频率信号经过第一检波器14,经过检波后得到第一路低频脉冲信号中的特定频率信号的幅值,第一路低频脉冲信号中的特定频率信号的幅值与第一比较器17中的特定幅值进行比较,从而判决输出的数字信号,此数字信号作为射频接收模块25的触发信号,通过此数字信号打开或关闭射频接收模块25,当不需要接收外界数据信号时,射频接收模块25不工作,缩短了射频接收模块25的无用工作时间,降低了射频接收模块25的功耗。

三路低频脉冲信号的第二路低频脉冲信号经过第二滤波器12,第二滤波器12仅使第二路低频脉冲信号中的特定频率信号通过,第二路低频脉冲信号中的特定频率信号经过第二检波器15,经过检波后得到第二路低频脉冲信号中的特定频率信号的幅值,第二路低频脉冲信号中的特定频率信号的幅值与第二比较器18中的特定幅值进行比较,从而判决输出的数字信号,此数字信号作为射频功率放大器23的触发信号,通过此数字信号打开或关闭射频功率放大器23,当不需要传输本地数据信号时,射频功率放大器23不工作,缩短了射频功率放大器23的无用工作时间,降低了射频功率放大器23的功耗。

三路低频脉冲信号的第三路低频脉冲信号经过第三滤波器13,第三滤波器13仅使第三路低频脉冲信号中的特定频率信号通过,第三路低频脉冲信号中的特定频率信号经过第三检波器16,经过检波后得到第三路低频脉冲信号中的特定频率信号的幅值,第三路低频脉冲信号中的特定频率信号的幅值与第三比较器19中的特定幅值进行比较,从而判决输出的数字信号,此数字信号作为控制器21的触发信号,通过此数字信号打开或关闭控制器21,当不需要传输本地数据信号时,控制器21不工作,缩短了控制器21的无用工作时间,降低了控制器21的功耗。当需要传输本地数据信号时,控制器21工作,将天线端主分合路器9分出的控制信号分别传输给射频功率放大器23、低噪放模块24和射频接收模块25。

当进行外界数据信号接收时,第一比较器17输出触发信号给射频接收模块25,低噪放模块24放大天线28从空中接收到的微弱的外界数据信号,降低噪声干扰,然后将外界数据信号传输给射频接收模块25,射频接收模块25将外界数据信号传输给天线端主分合路器9,天线端主分合路器9将外界数据信号通过同轴线缆传输给主机端主分合路器8,主机端主分合路器8将外界数据信号通过主机端射频分合路器7传输给射频收发芯片6,射频收发芯片6将外界数据信号传输给主机,以此实现射频接收。

当进行本地数据信号传输时,第二比较器18输出触发信号给射频功率放大器23,射频功率放大器23放大由天线端主分合路器9分出的来自主机27的本地数据信号,避免本地数据信号在传输过程中由于信号衰减造成失真,然后将放大后的本地数据信号传输给双工器20,双工器20将放大后的本地数据信号传输给天线28,以此实现射频发射。

当主机和天线需要进行协议通信时候,第三比较器19输出触发信号给控制器21,控制器21工作。

如图1所示,本实施例中,所述射频收发芯片6和主机端主分合路器8之间接有主机端射频分合路器7,所述天线端主分合路器9接有天线端射频分合路器22,所述天线端主分合路器9通过天线端射频分合路器22与射频功率放大器23、低噪放模块24和射频接收模块25通信连接。

经射频收发芯片6传输的本地数据信号有射频接收信号、射频发射信号和北斗射频接收信号,射频接收信号、射频发射信号和北斗射频接收信号经过主机端射频分合路器7合成一路射频信号,然后与主机端低频分合路器5的合成信号同时传输给主机端主分合路器8,主机端主分合路器8将经主机端射频分合路器7合成的一路射频信号和经主机端低频分合路器5合成的一路低频控制信号通过同轴线缆进行传输。

本实施例中,所述控制器通信模块26为OOK无线通信模块。

本实施例中,所述主机通信模块4为OOK无线通信模块。

实际使用时,天线28与主机27分离的射频设备多采用电池供电,在天线28和主机27工作的大多数时间,天线28和主机27之间不需要通信,此时控制器通信模块26和主机通信模块4均只传输低电平,由于OOK无线通信模块在传输低电平时不用发送载波,可以节省功率,因此控制器通信模块26和主机通信模块4均采用OOK无线通信模块。在天线28和主机27不通信时,控制器通信模块26、主机通信模块4和控制器21均不工作;当天线28和主机27需要进行通信时,通过第三比较器19输出触发信号给控制器21,控制器通信模块26、主机通信模块4和控制器21工作,因此可以节省控制器通信模块26、主机通信模块4和控制器21的待机时间,适合电池供电的设备使用。

以上所述,仅是本实用新型的实施例,并非对本实用新型作任何限制,凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1