提高2.4GHz频段通信距离的方法、收发器、芯片及片上系统技术方案

本申请公开一种提高2.4GHz频段通信距离的方法、收发器、芯片及片上系统，包括第一芯片、第二芯片和天线；第一芯片的工作频段为2.4GHz，如果第一芯片处于发射模式，则调整第二芯片为下变频模式，通过第二芯片将2.4GHz频段的信号转为目标频段的信号，目标频段为UHF频段或VHF频段；通过天线发射目标频段的信号，其中，天线的工作频段与目标频段相适配。本申请在第一芯片和天线之间增设第二芯片，通过第二芯片将2.4GHz频段的信号转换为UHF频段或VHF频段的信号，从而实现在不增加发射功率的情况下，既解决了通信距离短，又解决了穿墙能力差的问题。力差的问题。力差的问题。

【技术实现步骤摘要】
提高2.4GHz频段通信距离的方法、收发器、芯片及片上系统


[0001]本申请属于通信
，尤其涉及一种提高2.4GHz频段通信距离的方法、收发器、芯片及片上系统。

技术介绍

[0002]2.4GHz是国际通用的ISM频段，因2.4GHz频段的使用无需许可证，很多无线通信技术都基于2.4GHz频段进行设计，如蓝牙、ZigBee、WIFI、及其他2.4GHz的私有协议等。然而，2.4GHz频段具有通信距离近以及穿墙能力差的缺点。
[0003]目前，针对2.4GHz频段具有通信距离近的缺点，主要通过提高发射功率的方式解决，针对2.4GHz频段具有穿墙能力差的缺点，主要通过中继器的方式来解决。但是，根据自由空间衰落公式Lbf(dB)＝32.5+20lgF(MHz)+20lgD(km)，其中，Lbf表示通信损耗，单位为dB，F表示频率，单位为MHz，D表示通信距离，单位为km。当要求通信距离D增加时，需要增加发射功率以补偿公式中Lbf的衰减，具体的，当需要将通信距离增加一倍时，需要将发射功率提高6dB，再根据换算公式dB＝10logP，将6dB换算为以mW为单位的功率值，即需要将发射功率P提高到原来的四倍，显然，这在功耗方面是得不偿失的。另外，依靠中继器来解决穿墙能力差的解决方案，需增加额外的成本。
[0004]因此，提供一种在增加有限功耗的情况下，既能解决通信距离短，又能解决穿墙能力差的问题是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中2.4GHz频段通信距离短、穿墙能力差的问题，本申请提供一种提高2.4GHz频段通信距离的方法、收发器、芯片及片上系统。
[0006]第一方面，本申请提供一种提高2.4GHz频段通信距离的方法，包括第一芯片、第二芯片和天线；
[0007]所述第一芯片的工作频段为2.4GHz，所述第一芯片的工作模式包括发射模式和接收模式；
[0008]所述第二芯片为变频芯片，所述第二芯片的工作模式包括下变频模式和上变频模式；
[0009]如果所述第一芯片处于发射模式，则调整所述第二芯片为下变频模式，通过所述第二芯片将2.4GHz频段的信号转为目标频段的信号，所述目标频段为UHF频段或VHF频段；
[0010]通过所述天线发射所述目标频段的信号，其中，所述天线的工作频段与所述目标频段相适配；
[0011]如果所述第一芯片处于接收模式，则调整所述第二芯片为上变频模式；
[0012]通过所述天线接收目标频段的信号；
[0013]通过所述第二芯片将所述目标频段的信号转为2.4GHz频段的信号。
[0014]在一种可实现方式中，所述通过所述第二芯片将2.4GHz频段的信号转为目标频段
的信号，包括：
[0015]将所述第一芯片的2.4GHz频段的信号与所述第二芯片内部的本振信号进行混频，生成合频信号和差频信号；
[0016]滤除所述合频信号，输出所述差频信号，所述差频信号为UHF频段信号或VHF频段信号。
[0017]在一种可实现方式中，所述通过所述第二芯片将所述目标频段的信号转为2.4GHz频段的信号，包括：
[0018]将接收到的目标频段的信号与所述第二芯片内部的本振信号进行混频，生成合频信号和差频信号；
[0019]滤除所述差频信号，输出所述合频信号，所述合频信号为2.4GHz频段的信号。
[0020]在一种可实现方式中，所述第二芯片包括收发切换控制端口、2.4GHz频段端口、高通滤波器、上变频器、低噪声放大器、功率放大器、低通滤波器、下变频器、频率综合器和目标频段端口；
[0021]所述收发切换控制端口，用于根据所述第一芯片的工作模式，控制切换所述第二芯片的工作模式；
[0022]如果所述第一芯片处于接收模式，则所述2.4GHz频段端口与所述高通滤波器连接，所述低噪声放大器与所述目标频段端口连接，所述上变频器串联于所述高通滤波器与所述低噪声放大器之间；
[0023]如果所述第一芯片处于发射模式，则所述2.4GHz频段端口与所述下变频器连通，所述功率放大器与所述目标频段端口连接，所述低通滤波器串联于所述下变频器与所述功率放大器之间；
[0024]所述频率综合器同时与所述上变频器和所述下变频器连接，在所述第一芯片处于接收模式时，所述频率综合器用于向所述上变频器提供本振信号，在所述第一芯片处于发射模式时，所述频率综合器用于向所述下变频器提供本振信号。
[0025]在一种可实现方式中，在所述第二芯片和所述天线之间还包括匹配网络，所述匹配网络用于匹配所述天线与所述目标频段之间的阻抗。
[0026]第二方面，本申请提供一种用于提高2.4GHz频段通信距离的收发器，包括第一芯片、第二芯片和天线；
[0027]所述第一芯片的工作频段为2.4GHz，所述第一芯片的工作模式包括发射模式和接收模式；
[0028]所述第一芯片，用于发射或接收2.4GHz频段的信号；
[0029]所述第二芯片，用于在所述第一芯片处于发射模式时，将2.4GHz频段的信号转为目标频段的信号，所述目标频段为UHF频段或VHF频段；以及，用于在所述第一芯片处于接收模式时，将所述目标频段的信号转为2.4GHz频段的信号；
[0030]所述天线，用于发射或接收目标频段的信号，所述天线的工作频段与所述目标频段相适配。
[0031]在一种可实现方式中，所述第二芯片包括收发切换控制端口、2.4GHz频段端口、高通滤波器、上变频器、低噪声放大器、功率放大器、低通滤波器、下变频器、频率综合器和目标频段端口；
[0032]所述收发切换控制端口，用于根据所述第一芯片的工作模式，控制切换所述第二芯片的工作模式；
[0033]在所述第一芯片处于接收模式时，所述2.4GHz频段端口与所述高通滤波器连接，所述低噪声放大器与所述目标频段端口连接，所述上变频器串联于所述高通滤波器与所述低噪声放大器之间；
[0034]在所述第一芯片处于发射模式时，所述2.4GHz频段端口与所述下变频器连通，所述功率放大器与所述目标频段端口连接，所述低通滤波器串联于所述下变频器与所述功率放大器之间；
[0035]所述频率综合器同时与所述上变频器和所述下变频器连接，在所述第一芯片处于接收模式时，所述频率综合器用于向所述上变频器提供本振信号，在所述第一芯片处于发射模式时，所述频率综合器用于向所述下变频器提供本振信号。
[0036]第三方面，本申请提供一种芯片，在第一触发模式下，用于将2.4GHz频段的信号转为目标频段的信号，所述目标频段为UHF频段或VHF频段；在第二触发模式下，用于将目标频段的信号转为2.4GHz频段的信号。
[0037]在一种可实现方式中，包括收发切换控制端口、2.4GHz频段端口、高通滤波器、上变频器、低噪声放大器、功率放大器、低通滤波器、下变频器、频率综合器和目标频段端口；
[0038]所述收发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高2.4GHz频段通信距离的方法，其特征在于，包括第一芯片、第二芯片和天线；所述第一芯片的工作频段为2.4GHz，所述第一芯片的工作模式包括发射模式和接收模式；所述第二芯片为变频芯片，所述第二芯片的工作模式包括下变频模式和上变频模式；如果所述第一芯片处于发射模式，则调整所述第二芯片为下变频模式，通过所述第二芯片将2.4GHz频段的信号转为目标频段的信号，所述目标频段为UHF频段或VHF频段；通过所述天线发射所述目标频段的信号，其中，所述天线的工作频段与所述目标频段相适配；如果所述第一芯片处于接收模式，则调整所述第二芯片为上变频模式；通过所述天线接收目标频段的信号；通过所述第二芯片将所述目标频段的信号转为2.4GHz频段的信号。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述第二芯片将2.4GHz频段的信号转为目标频段的信号，包括：将所述第一芯片的2.4GHz频段的信号与所述第二芯片内部的本振信号进行混频，生成合频信号和差频信号；滤除所述合频信号，输出所述差频信号，所述差频信号为UHF频段信号或VHF频段信号。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述第二芯片将所述目标频段的信号转为2.4GHz频段的信号，包括：将接收到的目标频段的信号与所述第二芯片内部的本振信号进行混频，生成合频信号和差频信号；滤除所述差频信号，输出所述合频信号，所述合频信号为2.4GHz频段的信号。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二芯片包括收发切换控制端口、2.4GHz频段端口、高通滤波器、上变频器、低噪声放大器、功率放大器、低通滤波器、下变频器、频率综合器和目标频段端口；所述收发切换控制端口，用于根据所述第一芯片的工作模式，控制切换所述第二芯片的工作模式；如果所述第一芯片处于接收模式，则所述2.4GHz频段端口与所述高通滤波器连接，所述低噪声放大器与所述目标频段端口连接，所述上变频器串联于所述高通滤波器与所述低噪声放大器之间；如果所述第一芯片处于发射模式，则所述2.4GHz频段端口与所述下变频器连通，所述功率放大器与所述目标频段端口连接，所述低通滤波器串联于所述下变频器与所述功率放大器之间；所述频率综合器同时与所述上变频器和所述下变频器连接，在所述第一芯片处于接收模式时，所述频率综合器用于向所述上变频器提供本振信号，在所述第一芯片处于发射模式时，所述频率综合器用于向所述下变频器提供本振信号。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第二芯片和所述天线之间还包括匹配网络，所述匹配网络用于匹配所述天线与所述目标频段之间的阻抗。6.一种用于提高2.4GHz频段通信距离的收发器，其特征在于，包括第一芯片、第二芯片
和天线；所述第一芯片的工作频段为2.4GHz，所述第一芯片的工作模式包括发射模式和接收模式；所述第一芯片，用于发射或接收2.4GHz频段的信号；所述第二芯片，用于在所述第一芯片处于发射模式时，将2.4GHz频段的信号转为目标频段的信号，所述目标频段为UHF频段或VHF频段；以及，用于在所述第一芯片处于接收模式时，将所述目标频段的信号转为2...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈殿玉，顾延珂，张仁，
申请(专利权)人：北京允芯微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：