发射机及具有所述发射机的无线收发机制造技术

本发明专利技术提供一种发射机及具有所述发射机的无线收发机，所述发射机包括：调制模块生成调幅信号及调频信号；振荡模块，与所述调制模块相连，用于生成第一本振信号及第二本振信号，所述第一本振信号为多相位本振信号，所述第二本振信号为基于所述调频信号生成的调频本振信号；第一发射模块，所述第一发射模块工作于第一频段模式，用于接收所述第一本振信号及所述调幅信号，对所述第一本振信号进行调幅调制及功率放大后，生成第一射频信号；以及第二发射模块，所述第二发射模块工作于第二频段模式，用于接收所述第二本振信号，对所述本振信号进行逻辑运算后，合成倍频的调频信号，并对所述倍频的调频信号进行功率放大后，生成第二射频信号。

【技术实现步骤摘要】
发射机及具有所述发射机的无线收发机
本专利技术涉及无线通信
，特别涉及一种兼容高频段和低频端的低功耗的发射机及具有所述发射机的无线收发机。
技术介绍
随着无线通信技术的不断发展，无线通信在日常生活中的应用越来越广泛，特别是无线传感器网络和无线体域网医疗等短距离应用的发展越来越快。在上述短距离应用中，采用电池供电的无线节点已经成为其鲜明的特点。在电池密度难以取得质的改善的当下，为了追求更长的待机时间，迫使人们不断探索无线节点的低功耗设计实现方法，特别是占据节点功耗较大比重的无线收发机的低功耗设计具有较大的应用需求。针对不同应用，无线收发机在实现超低功耗的同时还需要满足特定频段、数据率、调制方式等各方面的要求。例如，对于无线胶囊内窥镜的应用，要求发射模块具有较高的数据率，以传输高质量的图像信息；对于无线心电监测应用，要求发射模块具有极致的低功耗性能，而对数据吞吐率的需求十分有限。另外，现有的无线收发机产品主要面向蓝牙、WiFi、4G等频段，在频段、数据率特别是功耗方面很难满足无线医疗和无线传感器网络的应用需求。因此，提供一种低功耗并且兼顾不同数据率、兼顾不同频段，可面向多种短距离无线应用的发射模块具有较高的研究和应用价值。
技术实现思路
针对上述问题，有必要提供一种具有低功耗、高低数据率兼容性及多频段兼容性的发射机及具有所述发射机的无线收发机。本专利技术一方面提供一种发射机，所述发射机包括：调制模块，所述调制模块包括第一工作模式及第二工作模式，并在第一工作模式及第二工作模式下分别生成调幅信号及调频信号；振荡模块，与所述调制模块相连，用于生成第一本振信号及第二本振信号，所述第一本振信号为多相位本振信号，所述第二本振信号为基于所述调频信号生成的调频本振信号；第一发射模块，与所述调制模块及所述振荡模块相连，所述第一发射模块工作于第一频段模式，用于接收所述第一本振信号及所述调幅信号，对所述第一本振信号进行调幅调制及功率放大后，生成第一射频信号；以及第二发射模块，与所述振荡模块相连，所述第二发射模块工作于第二频段模式，用于接收所述第二本振信号，对所述本振信号进行逻辑运算后，合成倍频的调频信号，并对所述倍频的调频信号进行功率放大后，生成第二射频信号。本专利技术另一方面提供一种无线收发机，所述无线收发机包括上述发射机及接收机，所述发射机与接收机配合进行无线信号收发。本专利技术所述发射机及具有所述发射机的无线收发机，工作在低频段工作模式的第一发射模块采用多相位矢量合成结构，能够在较低的功耗下，实现高阶的调制方式，提高效率，工作在高频段工作模式的第二发射模块采用边带合成器实现低频本振信号的倍频，显著的降低了功耗，从而使得发射机具有低功耗、高低数据率兼容性及多频段兼容性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术较佳实施例的发射机的电路图。图2为图1所示的发射机的第一发射模块的电路图。图3为图2所示的多相位调制器的星座图。图4为图2所示的多相位调制器的调制信号的生成示意图。图5为图1所示的发射机的第二发射模块的电路图。图6为本专利技术第一较佳实施例的边带合成器的电路图。图7A为本专利技术第二较佳实施例的边带合成器进行偶数倍的频率倍频时的电路图。图7B为图7A所示的边带合成器的信号示意图。图8A为本专利技术第二较佳实施例的边带合成器进行奇数倍的频率倍频时的电路图。图8B为图8A所示的边带合成器的信号示意图。图9为图5所示的第二功率放大器的电路图。主要元件符号说明如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。请参阅图1，本专利技术较佳实施例的发射机10为双频段低功耗的数字发射机。所述发射机10可应用于无线收发机，所述无线收发机还包括接收机(图未示)，所述发射机10与所述接收机配合进行无线信号收发。所述发射机10及具有所述发射机10的无线收发机可应用于医疗(例如，无线胶囊内窥镜、无线心电检测器等医疗器械)以及物联网等领域。所述发射机10包括调制模块100、振荡模块300，第一发射模块500及第二发射模块600。所述调制模块100包括第一工作模式及第二工作模式，并在第一工作模式及第二工作模式下分别生成调幅信号及调频信号。所述振荡模块300与所述调制模块相连，用于生成第一本振信号及第二本振信号，所述第一本振信号为多相位本振信号，所述第二本振信号为基于所述调频信号生成的调频本振信号。所述第一发射模块500与所述调制模块100及所述振荡模块300相连，所述第一发射模块500工作于第一频段模式，用于接收所述第一本振信号及所述调幅信号，对所述第一本振信号进行调幅调制及功率放大后，生成第一射频信号。所述第二发射模块600与所述振荡模块300相连，所述第二发射模块600工作于第二频段模式，用于接收所述第二本振信号，对所述本振信号进行逻辑运算后，合成倍频的调频信号，并对所述倍频的调频信号进行功率放大后，生成第二射频信号。所述第一射频信号及所述第二射频信号可以通过天线进行发送。请一并参阅图2及图5，在本较佳实施例中，所述调制模块100包括多相位调制器120及调频调制器130。当所述调制模块100处于第一工作模式下时，所述调制模块100配置为所述多相位调制器120，当所述调制模块100处于第二工作模式下时，所述调制模块100配置为所述调频调制器130。具体地，所述调制模块100可包括开关，通过所述开关选择所述多相位调制器120或者所述调频调制器130进行工作。请再次参阅图1，在本较佳实施例中，所述振荡模块300包括振荡器310及与所述振荡器310相连的脉冲产生器320。在本较佳实施例中，所述振荡器310为压控环形振荡器，所述振荡模块300包括注入锁定模式及开环振荡模式。当所述振荡模块300工作于注入锁定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发射机，其特征在于，所述发射机包括：/n调制模块，所述调制模块包括第一工作模式及第二工作模式，并在第一工作模式及第二工作模式下分别生成调幅信号及调频信号；/n振荡模块，与所述调制模块相连，用于生成第一本振信号及第二本振信号，所述第一本振信号为多相位本振信号，所述第二本振信号为基于所述调频信号生成的调频本振信号；/n第一发射模块，与所述调制模块及所述振荡模块相连，所述第一发射模块工作于第一频段模式，用于接收所述第一本振信号及所述调幅信号，对所述第一本振信号进行调幅调制及功率放大后，生成第一射频信号；以及/n第二发射模块，与所述振荡模块相连，所述第二发射模块工作于第二频段模式，用于接收所述第二本振信号，对所述本振信号进行逻辑运算后，合成倍频的调频信号，并对所述倍频的调频信号进行功率放大后，生成第二射频信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种发射机，其特征在于，所述发射机包括：
调制模块，所述调制模块包括第一工作模式及第二工作模式，并在第一工作模式及第二工作模式下分别生成调幅信号及调频信号；
振荡模块，与所述调制模块相连，用于生成第一本振信号及第二本振信号，所述第一本振信号为多相位本振信号，所述第二本振信号为基于所述调频信号生成的调频本振信号；
第一发射模块，与所述调制模块及所述振荡模块相连，所述第一发射模块工作于第一频段模式，用于接收所述第一本振信号及所述调幅信号，对所述第一本振信号进行调幅调制及功率放大后，生成第一射频信号；以及
第二发射模块，与所述振荡模块相连，所述第二发射模块工作于第二频段模式，用于接收所述第二本振信号，对所述本振信号进行逻辑运算后，合成倍频的调频信号，并对所述倍频的调频信号进行功率放大后，生成第二射频信号。


2.如权利要求1所述的发射机，其特征在于，所述第一发射模块包括依次电性连接的第一功放驱动器、第一功率放大器以及第一匹配网络，所述第一功放驱动器用于驱动及放大所述第一本振信号，并将放大后的所述第一本振信号输出至所述第一功率放大器，所述第一功率放大器连接至所述调制模块，所述第一功率放大器用于接收所述第一本振信号及所述调幅信号，对所述第一本振信号进行调幅调制及功率放大后，合成所述第一射频信号，所述第一匹配网络连接至负载，所述第一匹配网络用于对所述第一功率放大器与所述负载之间进行阻抗匹配。


3.如权利要求2所述的发射机，其特征在于，所述第一本振信号为多相位本振信号，所述第一功率放大器包括多路并联的子单元，每路子单元对应每路相位的本振信号，所述调幅信号的星座图包括多个星座点，每个星座点用相邻两路相位的本振信号依据矢量求和的方式实现。


4.如权利要求1所述的发射机，其特征在于，所述第二发射模块包括依次电性连接第二功放驱动器、边带合成器、第二功率放大器和第二匹配网络，所述第二功放驱动器用于驱动并放大所述第二本振信号，所述边带合成器用于基于所述第二本振信号的相位差，进行电流域的逻辑运算，实现所述第二本振信号的倍频，所述第二功率放大器用于对倍频后的调频信号进行功率放大，生成所述第二射频信号，所述第二匹配网络连接至负载，所述第二匹配网络用于对所述第二功率放大器与所述负载之间进行阻抗匹配。


5.如权利要求4所述的发射机，其特征在于，所述边带合成器包括基本单元及与所述基本单元相连的多个倍频单元，所述基本单元包括相连的第一放大电路及第二放大电路，第一放大电路包括第一MOS管及第二MOS管，所述第一MOS管的源极接地，漏极与所述第二MOS管的源极相连，栅极及衬底与所述第二MOS管的栅极及衬底相连，所述第二MOS管的漏极与自身栅极、衬底及所述第二放大电路相连于所述基本单元的输出节点，所述第二放大电路包括第三MOS管及第四MOS管，所述第三MOS管的漏极与自身栅极、衬底及所述第一放大电路相连于基本单元输出节点，源极与所述第四MOS管的漏极相连，所述第四MOS管的源极接地，栅极及衬底与所述第三MOS管的栅极及衬底相连，所述基本单元的输出节点与多个倍频单元中的所有MOS管的衬底相连，构成了所述边带合成器的衬底自偏置电路，每个倍频单元包括相连的第一倍频电路及第二倍频电路，所述第一倍频电路包括两个对称的共源共栅支路，且两支路MOS管栅极交叉连接形成一部分输入端；所述第二倍频电路包括两个对称的支路，且两支路MOS管栅极交叉连接，形成另一部分输入端，所述多个输入端输入多相位的调频本振信号，每个所述第一倍频电路与第二倍频电路的MOS管漏极相连，形成输出端，所述输出端输出所述倍频后的调频信号。


6.如权利要求4所述的发射机，其特征在于，所述边带合成器包括基本单元及与所述基本单元相连的倍频单元，所述基本单元为倍频单元的负载阻抗，该负载型基本单元一端与电源连接，另一端与所述倍频单元相连形成边带合成器的输出端，所述倍频单元包括N级并联的所述倍频支路电路，所述倍频支路电路包括第五MOS管及第...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭衍束，姜汉钧，王志华，
申请(专利权)人：深圳清华大学研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44