5.8GHz短距離無(wú)線收發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

摘要：詳細(xì)介紹了一個(gè)以應(yīng)答芯片CHR2244為核心的5．8GHz短距離無(wú)線收發(fā)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。該設(shè)計(jì)將實(shí)現(xiàn)上行FM，下行AM的無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)功能。對(duì)天線模塊、射頻收發(fā)模塊和數(shù)據(jù)鏈路控制分別進(jìn)行了的闡述，同時(shí)對(duì)通信過(guò)程也進(jìn)行了詳細(xì)的描述。
關(guān)鍵字：短距離無(wú)線通信；微帶天線：上行；下行：數(shù)據(jù)鏈路

O 引言
近10多年來(lái)短距離無(wú)線通信技術(shù)得到了很大的發(fā)展，出現(xiàn)了多種新的短距離無(wú)線通信技術(shù)，已經(jīng)成為無(wú)線通信技術(shù)的一個(gè)重要分支．現(xiàn)在比較熱門(mén)的有超寬帶無(wú)線通信(UWB)、藍(lán)牙(Bluetooth)、紫蜂(Zigbee)、射頻識(shí)別(RFID)等。他們被廣泛的運(yùn)用在短距離的無(wú)線接入、數(shù)據(jù)傳輸、自動(dòng)識(shí)別等方面。正是在這樣的背景下，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)5．8GHz上的短距離無(wú)線收發(fā)系統(tǒng)。

1 電路設(shè)計(jì)
1．1 系統(tǒng)概述
如圖1所示是本文所設(shè)計(jì)的5．8GHz數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，它由三部分組成：收／發(fā)天線，收／發(fā)模塊和CPU。在數(shù)據(jù)通信中，下行模式時(shí)：天線接收5．8GHz無(wú)線信號(hào)并將收到的射頻信號(hào)送往接收模塊恢復(fù)為基帶數(shù)據(jù)；恢復(fù)后的基帶數(shù)據(jù)再送往CPU進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)驗(yàn)證及處理。上行模式時(shí)：CPU將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)傳送給發(fā)送模塊；發(fā)送模塊將數(shù)據(jù)信號(hào)調(diào)制為5．8GHz調(diào)制信號(hào)，并傳送到天線進(jìn)行發(fā)送。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)中天線選擇一小尺寸微帶型天線，收／發(fā)模塊選用微波集成電路(MMIC)芯片CHR2244，CPU選用STA2051。

1．2 微帶天線設(shè)計(jì)
該收發(fā)系統(tǒng)的天線采用縫隙耦合的微帶貼片天線實(shí)現(xiàn)寬帶圓極化和高增益的特性。天線結(jié)構(gòu)如圖二所示。正方形貼片的邊長(zhǎng)為21．7mm，被印制在一個(gè)厚度為O．4mm，介電常數(shù)為2．5的聚四氟乙烯介質(zhì)板上面。

饋線印制在厚度為h2，介電常數(shù)為ε2的介質(zhì)中間。地面上的兩個(gè)耦合縫隙的長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)1和L2，位于矩形貼片的下方，并且垂直于方形貼片的兩邊。已知隨著縫隙尺寸的增加，天線的諧振頻率會(huì)隨之下降，通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)兩個(gè)耦合縫隙的長(zhǎng)度，寬度和調(diào)節(jié)支線長(zhǎng)度Lp，可以產(chǎn)生兩個(gè)幅度相等，相差90度的正交模，實(shí)現(xiàn)圓極化的設(shè)計(jì)目標(biāo)。兩個(gè)介質(zhì)板之間是空氣層，厚度為h。