一种抗干扰高可靠性的LoRaWan室外网关系统架构的制作方法

本实用新型涉及LoRaWan网关，具体涉及一种抗干扰高可靠性的LoRaWan室外网关系统架构。

背景技术：

LoRaWan网关的设计，当前很多产品的射频收发端采用的是SAW滤波器，进行通带信号的选择和带外信号的抑制，这种滤波电路的设计，一般只能针对电路级的传导信号有较好的抑制作用，对空间电磁场信号则起不到很好的抗扰效果，只适合周边无线环境比较干净的室内场合应用。

目前，LoRaWan物联网室外网关，通常都会安装在楼顶，灯杆，铁塔等露天场景，以满足信号覆盖和组网效果，而通信设备的组网安装受相关单位部门的监管和约束，很多情况下，物联网室外网关部署时会和无线4G通信基站，塔放，以及其他大功率的通信设备共站共塔安装，以达到更高的成本效益及方便政府和相关部门单位管理维护。

在这样的复杂无线环境下，尤其是4G基站均为大功率输出设备，针对常规的LoRaWan网关的架构，SAW滤波器的特性和性能，远远不能满足抗干扰设计的要求，由于周边无线环境大功率干扰信号的影响，导致设备性能降额，数据丢包，通信异常等一系列应用以及可靠性问题，组网效果差，客户体验不好。

综上所述，现在技术存在以下缺陷：

1、LoRaWan网关，射频电路收发端常规采用电路级的SAW声表滤波器进行抗干扰设计，SAW滤波器只能针对电路级的传导信号有较好的抑制效果，对空间电磁场信号基本没有抗扰作用；

2、SAW滤波器，近端带外抑制不好，且通带指标温度特性比较敏感，通带和带外高低温情况下指标差异较大，稳定性和产品性能一致性不高；

3、室外网关的应用，无线环境非常复杂，常规方案的设计不能满足抗干扰的要求，特别是和大功率4G基站共站装配时，对网关设备本身的性能影响尤为严重。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种抗干扰高可靠性的LoRaWan室外网关系统架构。

本实用新型的技术方案如下：

一种抗干扰高可靠性的LoRaWan室外网关系统架构，包括外壳，所述外壳的侧壁设有ANT天线口、DC供电接头和ETHERNET接口，所述外壳内设置有射频主板和抗干扰腔体滤波器，所述抗干扰腔体滤波器的一端设有TRX口，所述TRX口通过射频电缆与所述射频主板连接，所述抗干扰腔体滤波器的另一端与所述ANT天线口连接，所述DC供电接头、ETHERNET接口分别与所述射频主板连接。

其中，所述抗干扰腔体滤波器为FDD频分双工模式。

其中，所述抗干扰腔体滤波器为TDD时分双工模式。

其中，所述抗干扰腔体滤波器的内部为感性耦合设计。

其中，所述抗干扰腔体滤波器是由TX发射滤波器和RX接收滤波器合并而成，所述TX发射滤波器的一端为TX发射端，所述RX接收滤波器的一端为RX接收端，所述TX发射端、RX接收端通过射频电缆与所述射频主板连接，所述TX发射滤波器、RX接收滤波器的另一端合路到所述ANT天线口。

其中，所述TX发射滤波器的频段为500MHz-510MHz。

其中，所述RX接收滤波器的频段为470MHz-490MHz。

其中，所述射频主板包括基带处理模块、射频收发模块、操作模块、功能模块和电源管理模块，所述射频收发模块、操作模块、功能模块分别与所述基带处理模块连接，所述射频收发模块与所述抗干扰腔体滤波器之间通过所述射频电缆连接，所述电源管理模块分别与所述基带处理模块、射频收发模块、操作模块、功能模块连接，所述DC供电接头与所述电源管理模块连接，所述ETHERNET接口与所述功能模块连接。

其中，所述射频收发模块包括放大器电路和SAW滤波器。

其中，所述外壳为防水屏蔽外壳。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果在于：本实用新型能大大提高设备在室外实际组网部署的抗干扰能力，防雷能力，更好的发挥出设备的功能特性，避免因收发信道阻塞带来的通信异常，数据丢失等不良后果，满足各种极端条件下的应用需求，提高组网效益和良好的客户体验。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种抗干扰高可靠性的LoRaWan室外网关系统架构的结构示意图；

图2为本实用新型所述抗干扰腔体滤波器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

为了说明本实用新型所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例

请参阅图1，本实用新型提供一种抗干扰高可靠性的LoRaWan室外网关系统架构，包括外壳，外壳为防水屏蔽外壳，外壳的侧壁设有ANT天线口、DC供电接头和ETHERNET接口，外壳内设置有射频主板和抗干扰腔体滤波器，抗干扰腔体滤波器的一端设有TRX口，TRX口通过射频电缆与射频主板连接，抗干扰腔体滤波器的另一端与ANT天线口连接，DC供电接头、ETHERNET接口分别与射频主板连接。

具体地，所述射频主板包括基带处理模块、射频收发模块、操作模块、功能模块和电源管理模块，射频收发模块、操作模块、功能模块分别与基带处理模块连接，射频收发模块与抗干扰腔体滤波器之间通过射频电缆连接，电源管理模块分别与基带处理模块、射频收发模块、操作模块、功能模块连接，DC供电接头与电源管理模块连接，ETHERNET接口与功能模块连接。

所述射频收发模块包括放大器电路和SAW滤波器。

所述抗干扰腔体滤波器可以设计为FDD频分双工模式，也可以设计为TDD时分双工模式。以满足不同频段不同地域应用的具体需求。

具体地，如图2所示，所述抗干扰腔体滤波器是由TX发射滤波器和RX接收滤波器合并而成，TX发射滤波器的一端为TX发射端，RX接收滤波器的一端为RX接收端，TX发射端、RX接收端通过射频电缆与射频主板连接，TX发射滤波器、RX接收滤波器的另一端合路到ANT天线口。所述ANT天线口能与LoRa天线无缝对接，具备良好的匹配效果。

所述TX发射滤波器的频段为500MHz-510MHz。

所述RX接收滤波器的频段为470MHz-490MHz。

TX发射滤波器和RX接收滤波器采用不同频率进行同步传输。

工作原理：上行信号通过Lora天线到ANT天线口输入，经过RX接收滤波器到RX接收端，再传输到系统接收电路进行信号解调，RX接收滤波器通带带宽为470MHz-490MHz,通带插损小(>-1.8dB)，通带驻波性能优异(<-20dB)，有效信号通过性好并有良好的匹配，带外抑制度高:DC–444.9MHz<-70dB，500–510MHz<-85dB，510MHz-10GHz<-70dB，对带外干扰信号的抑制有很大贡献，系统的抗扰能力有质的提升。一般SAW滤波器的通带插损为2.5dB以上，驻波特性一般(>-15dB),且温度稳定性不高，温飘比较严重，主要应用在电路级，另外SAW滤波器为芯片级器件，一般不保证高频应用，对高频信号(3GHz以上)的基本没有很好的抑制效果

行信号由系统发射电路输出，通过TX发射滤波器，在由ANT天线口到Lora天线输出，达到信号覆盖的目的，TX发射滤波器和RX接收滤波器收发隔离度高(<-80dB),能有效的避免系统自身收发通道的信号干扰,同时确保发射信号满足和符合FCC，SRRC等官方无线认证标准。

通过设置有一个抗干扰腔体滤波器，该设计无论从电路传导信号和空间电磁场信号辐射考虑，均能起到优异的抗干扰效果，从设计原理上满足室外复杂无线环境的要求，很好的解决实际应用过程中由于外部信号的干扰导致的设备性能降额，数据丢包，通信异常等问题，达到良好的组网效果和体验。

所述抗干扰腔体滤波器具有较好的射频特性，通带插损小，回损小，带外抑制高，能与天线性能达到更好的匹配，把网关系统的射频特性发挥到理想水平。

所述抗干扰腔体滤波器指标具有稳定的温度特性，满足室外极端温度状态下对设备的性能要求。

抗干扰腔体滤波器的设计，可根据LoRaWan标准，实现不同地域不同应用频段的具体需求，指标可灵活调整。

针对相邻频段的具体应用，抗干扰腔体滤波器可实现共模兼容设计，在满足抗干扰性能的基础上，有效的进行成本控制。

抗干扰腔体滤波器，其采用感性耦合设计，DC直流到地，相比主板上采用防雷器件的方式，具备更好的防雷效果，在室外应用中，相比常规采用电缆连接射频主板和LoRa天线的方式，本方案能更好的保护后端电路避免雷击损伤，对产品的可靠性带来非常积极的贡献。

实用新型提供的一种抗干扰高可靠性的LoRaWan室外网关系统架构，与常规网关设计相比，可大大提高网关的抗扰能力，防雷能力，从而满足室外部署各种高标准高可靠性的应用需求，同时能更好的发挥出网关的射频性能，达到理想的组网效果。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。