如何選擇合適的射頻模塊
發布時間：2015-12-4 15:33
發布者：designapp
關鍵詞：
射頻模塊
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要選擇合適的射頻模塊，以下幾個問題我們都需要搞搞清楚：無線設備該通多遠、該用多大的功率、如何擴大通信距離、天線是否該重視、該選什么樣的模塊、初學者如何選擇儀器、如何確定通信狀況等等。 無線設備該通多遠 談到這個話題，有必要想一想當年了。比如1949以前，天上并沒有通信衛星，而上海地下黨用幾瓦功率的電臺就可以和延安匯報工作，當然這個使用的是通過電離層反射的短波。即使在現今，大批的業余無線電愛好者仍可以用5W的功率進行上千公里的通信。就算是利用常用的430MHz頻段的超短波通信，大批業余無線電愛好者也可以用幾瓦功率在430M利用近地點達到1千多公里的業余通信衛星進行跨洲的通信和圖文傳送。 那現實的無線設備該通多遠呢，就比如我們常用的430Mhz頻段，這個頻段我們又叫做視距頻段，比如說，用眼睛可以看到的地方就可以通。有人說，我看到了月球，是的完全可以通。不但可以通，全球大批的無線電愛好者利用430M頻段進行月面反射的通信，可以覆蓋半個地球。更好的例子是在國際空間站上有業余電臺，而大家通信的功率也不大。 再現實點就在眼下，1毫瓦的功率可以通多遠呢。這個很容易試，找一臺射頻信號源接上天線分別發射頻偏為75khz和5khz的FM信號，用一臺好一點的業余無線電用的對講機分別在寬帶模式和窄帶模式在開闊地接收。發現寬帶的不到100米就開始不行了，窄帶的可以遠很多倍。所以帶寬決定了距離，因為能量的密度不集中了。再試一下20mw，發現窄帶的fm通信在天線良好的時候通20km很輕松，而寬帶的非常近。這就可以理解為什么廣播電臺和電視臺要有這么高的大功率發射塔了。所以有通信距離要求的時候首先應該先選擇該用社么通信模式。 該用多大的功率 找一臺頻譜儀，接上天線。再找一臺對講機離開儀器5米，按下發射鍵，可以看到發射的頻譜。用手大范圍晃動對講機，可以發現頻譜的改變很大，可以有10db以上的變化，所以要是移動使用必須要有10倍左右的功率余量才好用。 如何擴大通信距離 只有一條路可以走，其他的都是瞎掰，這就是組網。無論是大區制的網絡還是復雜的小區制的網絡都可以極大地提高遠距離通信的可靠性。 假設已經選擇了利用ism波段的無線通信IC，比如nrf905 這就意味著您已經決定了使用范圍，是小范圍應用。任何通過比如增加發射功率之類的措施，都不會起到質改變。因為這列芯片就不是干遠距離用的。 遠距離通信主要講究的是接收機。在比如430M頻段，至少要有兩級中頻，并配良好的濾波器。對于窄帶有大批現成的晶體和陶瓷濾波器可選，對于寬帶濾波器的選型絕沒那么容易了，可以說在高指標上作出來非常復雜，成本很高。濾波器基本上決定了您的接收機品質。 天線是個必須加以重視的問題 即便是用nrf905之類的IC，通信天線的改變可以極大地改善通信距離，最不好用的就是找一條小天線直接接在模塊上。別的不說，假設1W發射功率反射的射頻信號很可能損壞上位機設備。我有一個慘痛的經歷：有一次我調試一個150W功率的PA(430MHz)玩衛星通信，由于天線不是特別匹配，發射的信號直接將5米外電腦的固態硬盤摧毀，好在有保修。所以在沒有必須的測量手段的情況下，盡量避免使用+20dbm以上的功率。 該選什么樣的模塊 要想遠就要使用現成的網絡，比如GPRS。人家可是花了巨資建設的網絡會很好用的。如果想遠就必須使用專用的窄帶設備。由于在我國不允許一般單位組無線網，組網的事就不說了。要是選擇了比如nrf905之類的芯片，實際上已經放棄了距離，但即便是這樣通過一些手段完全可以把通信距離提高很多。 適當地提高發射功率，可以提高通信的可靠性 在接收端下功夫，前端引入良好的濾波，和可控的LNA，是不是做無線這一行的，功夫一般體現在這里。當看到一個模塊只知道加大發射功率不在接收上下功夫，就可以知道設計者的水平了。尤其是有些接觸了射頻10年以上的工程師要是還這么干，就太沒什么長進了。 提高天線的增益，選擇電抗小的天饋系統 盡可能的把這個機器都屏蔽起來，實際上屏蔽分磁屏蔽和場屏蔽，這里用場屏蔽，如果在一些環境不好的工業場合還需要加入磁屏蔽。 系統上盡量不要使用開關電源，其實是可以用的，主要是要在測試時先不用，以排除通信不好的原因。 找一個儀器測試一下買的模塊到底有多大的功率。有商家在數據表里寫著3.3V的情況下出33dbm耗電300mA，不知能量來自哪里。 測試的時候模塊先使用電池電源。有些有點功率的廉價模塊一掛上非電池的電源性能就大打折扣。 初學者如何選擇儀器 對于比如433的頻段，因為是國際上劃分給業余無線電用的頻段，所以可以買到廉價的天線分析儀，可以測出駐波和電抗。再來一臺二手的頻譜儀(約3000元)就可以開始了，以后再慢慢加。 如何確定通信狀況 找兩臺有微功率檔的業余對講機比如7R，把功率設置到50毫瓦以下，如果在設定的場合不能通話，一般就別瞎努力了，905之類加3W的PA也通不了快想別的辦法，不要浪費時間。 |
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