被動(dòng)門禁系統(tǒng)中RF設(shè)計(jì)

接地噪聲反射

在實(shí)際生活中，由于反射和衰退效應(yīng)，環(huán)境影響著系統(tǒng)鏈路預(yù)算的衰減。在定義系統(tǒng)的鏈路預(yù)算時(shí)，必須把這些因素考慮在內(nèi)。下面通過(guò)一個(gè)計(jì)算例子來(lái)說(shuō)明接地噪聲(接地反彈)反射對(duì)可接收距離的影響：

　　舉例：

　　• 接收器靈敏度：典型值

　　-109dBm，433.92MHz

　　• 發(fā)射功率：典型值10dBm

　　• 發(fā)射器天線增益：-18dB (接近小尺寸環(huán)形天線的性能)

　　• 本例中假設(shè)接收器的天線增益為-6dB

如果接地噪聲反射可以忽略，按照自由空間方程，可計(jì)算出距離大約為3km。然而本例考慮到了接地噪聲反射，典型可接 收距離降至300m。當(dāng)然，實(shí)際中接地噪聲反射遠(yuǎn)比本例的更為復(fù)雜。圖7顯示了反射效應(yīng)是如何影響車輛天線的接收功率的。紅色曲線代表自由空間條件下的理 想情況，而藍(lán)色曲線代表有人慢慢走近汽車時(shí)的行為。

圖7 反射效應(yīng)對(duì)868MHz下系統(tǒng)接收信號(hào)功率的影響

阻斷性能

RF系統(tǒng)總是會(huì)受到環(huán)境干擾的；而汽車內(nèi)部存在大量的噪聲和干擾，情況便比較明顯。愛(ài)特梅爾的汽車門禁器件具有出色 的阻斷性能，可為這類應(yīng)用提供最佳解決方案。圖8例示了ATA5824在433.92MHz時(shí)的3dB阻斷曲線。不過(guò)，在有些情況下，這種阻斷要求遠(yuǎn)不是 集成電路能夠滿足的。為了滿足這類擴(kuò)展性的應(yīng)用要求，這時(shí)可以借助一個(gè)外部前端表面聲波(SAW)濾波器來(lái)提高阻斷性能。

圖8 ATA5824在433.92 MHz下的寬帶3dB阻斷特性

中頻濾波器帶寬

系統(tǒng)定義中另一個(gè)重要指標(biāo)是中頻(intermediate frequency, IF)濾波器帶寬。關(guān)于這個(gè)參數(shù)，必須充分考慮到所有的系統(tǒng)頻率容差。接收器和發(fā)射器的晶振容差和晶振都必須特別仔細(xì)地規(guī)定，以使最差情況下也仍然能夠接 收到IF濾波器帶寬內(nèi)的發(fā)射器頻譜信號(hào)。對(duì)于極窄IF帶寬的系統(tǒng)，還必須考慮到數(shù)據(jù)速率和調(diào)制類型(容差除外)。

耗電量

耗電量始終是汽車門禁系統(tǒng)的一個(gè)主要問(wèn)題，特別是在密鑰卡模塊中。現(xiàn)在對(duì)電池壽命的一般要求為7年左右。即使車輛對(duì) 耗電量的要求似乎沒(méi)有這么嚴(yán)苛，但是因?yàn)槠噧?nèi)部電子模塊的數(shù)量正在不斷攀升，所以低功耗解決方案也是必須的。愛(ài)特梅爾的UHF器件就是專門為滿足這類低 功耗要求而設(shè)計(jì)。

下面是愛(ài)特梅爾 IC的耗電量示例：

　　• 透明（Transparent）接收器IC ATA5745：工作模式下為6.5 mA(典型值)

　　• 接收器IC ATA5724：工作模式下為8mA(典型值)

　　• 發(fā)射器IC T5754：7.5dBm功率下為9mA(典型值)

　　• 收發(fā)器 IC ATA5824：接收和發(fā)射模式下都為10.5mA (典型值)(P=5dBm)

此外，還有一些方法可用來(lái)進(jìn)一步降低平均耗電量。例如通過(guò)提高數(shù)據(jù)傳輸速率使發(fā)射時(shí)間變得更短，從而減低電流消耗。 在降低發(fā)射器的平均耗電量方面，開(kāi)/關(guān)鍵控(On/Off Keying, OOK)調(diào)制比頻移鍵控(FSK)更有利。而降低接收器耗電量的最好方法是在睡眠和工作模式之間進(jìn)行切換，以使整個(gè)電路保持有效信號(hào)進(jìn)入時(shí)的工作狀態(tài)。為 此，大多數(shù)愛(ài)特梅爾的接收器和發(fā)射器 IC都帶有輪詢模式。