一种改善无线电设备接收灵敏度的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种改善无线电设备接收灵敏度的装置，通过理论研究与实际测试证明了在接收机前级串接低噪声放大器，可以有效降低整机噪声，该装置包括若干耦合器、放大检波电路、比较器、放大电路、射频开关，以及滤波器，经过判断天线接收信号的强度，可以将接收信号通过不同的传输路径（直通，放大，衰减）送至接收机，通过不同路径的选择可以有效的提高无线电接收机的接收灵敏度，提高通讯距离，保护接收机因接收信号太强造成的损坏。

A device for improving the receiving sensitivity of radio equipment

【技术实现步骤摘要】
一种改善无线电设备接收灵敏度的装置
本技术属于无线电设备领域，尤其涉及一种能改善无线电设备接收灵敏度的装置。
技术介绍
接收灵敏度就是接收机能够正确地把有用信号拿出来的最小信号接收功率，无线传输的接收灵敏度类似于人们沟通交谈时的听力，提高信号的接收灵敏度可使无线产品具有更强地捕获弱信号的能力。这样，随着传输距离的增加，接收信号变弱，高灵敏度的无线产品仍可以接收数据，维持稳定连接，大幅提高传输距离，申请号201610971191.5公开了一种终端接收机及其提高接收灵敏度的方法，所述终端接收机包括：接收天线、接收滤波器及其前端电路、低噪声放大器、后端接收电路、基带处理单元、以及布设在接收天线和接收滤波器及其前端电路之间的具有旁路功能的前置低噪声放大器；基带处理单元，用于在设定的旁路功能切换条件下，控制开启或关闭前置低噪声放大器的旁路功能，使得前置低噪声放大器工作在旁路模式或者低噪声模式下；其中，设定的旁路功能切换条件包括：在接收信号满足设定的弱信号及低干扰标准时，关闭所述前置低噪声放大器的旁路功能；在接收信号满足设定的强信号或者强干扰标准，开启所述前置低噪声放大器的旁路功能，此技术有以下不足点：1、对现有设备改造，需要改动原有通讯设备；2、当发射机与接收机距离比较近的情况，接收信号太强时候造成的饱和没有处理会导致无法通讯；3、当接收信号强度达到接收机接收极限时没有保护，重则在成接收机不可逆的损坏，轻则无法通讯。
技术实现思路
为克服现有技术和产品存在的上述问题，进行接收灵敏度的研究如下：接收机灵敏度方程：Sin（dBm）=NF（dB）+10*lg（KTBRF）（dBm）+Eb/N0（dB）-PG（dB）Sin：接收机灵敏度，单位dBm；NF：接收机噪声系数，单位dB，指标从相关数据手册获取；KTBRF（log）：输入热噪声功率，单位dBm；K=玻尔兹曼常数=1.381×10-23J/KT=290（室温）；BRF=射频载波带宽（HZ）=扩频系统的码片速率，对于没有扩频的系统BRF等于Rbit用户数据速率；Eb/N0：每比特能量与噪声功率谱密度的比值，对于没有扩频的系统Eb/N0在数值上等于SNR，单位dB；PG：处理增益，PG=BRF/Rbit；对于没有扩频的系统，可以将接收灵敏度方程整理为：Sin（dBm）=NF（dB）+10*lg（KT）（dBm）+10*lgRbit（dBm）+SNR（dB）-1（dB）接下来定量分析：假设环境温度不变：10lg（KT）为一个常量；假设用户速率不变：10lg（Rbit）为一个常量；设备的调制方式与误码率固定，为一个常数；接收灵敏度只与NF有关，如果将NF减小接收灵敏度将得到提高。系统中的噪声级联：先看两个定义：F：noisefactorNF:noisefigure;两者的关系为：NF=10lg（F）；级联噪声关系式：F=F1+F2-1/G1+F3-1/G1*G2+…+Fn-1/G1*G2*…Gn-1；F：为级联的噪声系数；F1：为第一级的噪声系数；G1：为第一级增益；Fn：为第n级的噪声系数；Gn：为第n级增益；根据级联噪声系数的计算公式，我们可以发现接收机的噪声系数主要取决于第一级的噪声系数和增益实例：分别计算AX5043与AX5043+BGU6104接收灵敏度与最大输入信号AX5043工作在withoutFEC，10kbps,868MHz,FSK模式下BGU6104工作在VCC=3.0V;ICC(tot)=6.0mA;VENABLE=1.2V;模式下。一：单独使用AX5043作为接收机查阅AX5043芯片的数据手册得到：SensitivitywithoutFEC−135dBm@0.1kbps,868MHz,FSK−126dBm@1kbps,868MHz,FSK−117dBm@10kbps,868MHz,FSK−107dBm@100kbps,868MHz,FSK−105dBm@125kbps,868MHz,FSK在10kbps,868MHz,FSK模式下，接收灵敏度=-117dBm;接收饱和输入：0dBm，极限输入10dBm；手册没有直接给出NF，通过接收灵敏度计算公式我们可以推算出设定：,FSK调制方式下SNR约等于7.2dB；-117dBm=NF+10lg（1.381*10-23(W/Hz/K)*290(K)*10*103(bps)*1000(mW/W)）+7.2-1NF=-117+174-40-7.2+1NF=10.8dB二：在AX5043前级串接一颗BGU6104低噪声放大器查阅BGU6104(LNA)芯片手册，Tamb=25℃;VCC=3.0V;ICC(tot)=6.0mA;VENABLE=1.2Vf=900MHz；G=18dBNF=0.8dBF1=1.2F2=12级联F=F1+（F2-1）/G1F=1.2+（12-1）/18F=1.81NF=2.58dB与单独使用ax5043相比噪声降低：10.8-2.58=8.22dB。接收灵敏度提高-125.22dBm；BGU6104，iP1dB=-12.6dBm，LimitingRF_IN=12.1db接收饱和输入：-18dBm，极限输入10dBm；结论：在接收机前级加一颗低噪声放大器可以有效降低整机噪声，提高接收灵敏度；本技术在上述理论基础的支持下，设计了改善无线电设备接收灵敏度的装置，可直接串联在天线和接收机之间使用，无需改动原有通讯设备，其包括接收天线连接耦合器射频输入端，耦合器射频输出端连接第一射频开关公共端，第一射频开关选择端连接不同增益路径端口输入端，不同增益路径输出端连接第二射频开关选择端，第二射频开关公共端连接接收机。其中耦合器耦合输出端连接放大检波输入端，放大检波输出端连接比较器输入端，比较器将输入信号与参考信号进行幅度比较输出控制信号，控制信号连接第一、二射频开关控制信号输入端。其中不同增益路径为：低噪声放大器路径、旁路路径、可调衰减路径。本技术所设计改善无线电设备接收灵敏度的装置，包括接收部分，所述接收部分包括：信号强度检测部分、第一射频开关、信号放大部分、第二射频开关；信号强度检测部分包括：耦合器、放大检波器、比较器，三者依次串联；所述比较器连接并控制所述第一、二射频开关；所述信号放大部分包括：低噪声放大器、直通微带线、衰减路径，三者并联；所述耦合器连接所述第一射频开关；所述第一射频开关、信号放大部分、第二射频开关，三者依次本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改善无线电设备接收灵敏度的装置，所述改善无线电设备接收灵敏度的装置串联在天线与接收机之间，其特征在于：包括接收部分，所述接收部分包括：信号强度检测部分、第一射频开关、信号放大部分、第二射频开关；信号强度检测部分包括：耦合器、放大检波器、比较器，三者依次串联；所述比较器连接并控制所述第一、二射频开关；所述信号放大部分包括：低噪声放大器、直通微带线、衰减路径，三者并联；所述耦合器连接所述第一射频开关；所述第一射频开关、信号放大部分、第二射频开关，三者依次串联。/n

【技术特征摘要】
1.一种改善无线电设备接收灵敏度的装置，所述改善无线电设备接收灵敏度的装置串联在天线与接收机之间，其特征在于：包括接收部分，所述接收部分包括：信号强度检测部分、第一射频开关、信号放大部分、第二射频开关；信号强度检测部分包括：耦合器、放大检波器、比较器，三者依次串联；所述比较器连接并控制所述第一、二射频开关；所述信号放大部分包括：低噪声放大器、直通微带线、衰减路径，三者并联；所述耦合器连接所述第一射频开关；所述第一射频开关、信号放大部分、第二射频开关，三者依次串联。


2.根据权利要求1所述改善无线电设备接收灵敏度的装置，其特征在于：所述衰减路径包括若干个并联的可调衰减器。


3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海萌，曹元，
申请(专利权)人：南京巴乌克智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32