5.8GHz短距离无线收发系统的设计

只看该作者 · 2019-4-2 17:59

5.8GHz短距离无线收发系统的设计

摘要：详细介绍了一个以应答芯片CHR2244为核心的5．8GHz短距离无线收发系统的设计方案。该设计将实现上行FM，下行AM的无线数据收发功能。对天线模块、射频收发模块和数据链路控制分别进行了的阐述，同时对通信过程也进行了详细的描述。
关键字：短距离无线通信；微带天线：上行；下行：数据链路

O 引言
近10多年来短距离无线通信技术得到了很大的发展，出现了多种新的短距离无线通信技术，已经成为无线通信技术的一个重要分支．现在比较热门的有超宽带无线通信(UWB)、蓝牙(Bluetooth)、紫蜂(Zigbee)、射频识别(RFID)等。他们被广泛的运用在短距离的无线接入、数据传输、自动识别等方面。正是在这样的背景下，本文设计了一个5．8GHz上的短距离无线收发系统。

1 电路设计
1．1 系统概述
如图1所示是本文所设计的5．8GHz数据收发系统结构，它由三部分组成：收／发天线，收／发模块和CPU。在数据通信中，下行模式时：天线接收5．8GHz无线信号并将收到的射频信号送往接收模块恢复为基带数据；恢复后的基带数据再送往CPU进行相关的数据验证及处理。上行模式时：CPU将需要发送的数据信号传送给发送模块；发送模块将数据信号调制为5．8GHz调制信号，并传送到天线进行发送。该系统设计中天线选择一小尺寸微带型天线，收／发模块选用微波集成电路(MMIC)芯片CHR2244，CPU选用STA2051。

1．2 微带天线设计
该收发系统的天线采用缝隙耦合的微带贴片天线实现宽带圆极化和高增益的特性。天线结构如图二所示。正方形贴片的边长为21．7mm，被印制在一个厚度为O．4mm，介电常数为2．5的聚四氟乙烯介质板上面。

馈线印制在厚度为h2，介电常数为ε2的介质中间。地面上的两个耦合缝隙的长度分别为L1和L2，位于矩形贴片的下方，并且垂直于方形贴片的两边。已知随着缝隙尺寸的增加，天线的谐振频率会随之下降，通过适当调节两个耦合缝隙的长度，宽度和调节支线长度Lp，可以产生两个幅度相等，相差90度的正交模，实现圆极化的设计目标。两个介质板之间是空气层，厚度为h。