一种LoRa射频模块的制作方法

一种lora射频模块
技术领域
1.本发明涉及lora技术领域，更具体地，涉及一种lora射频模块。


背景技术：

2.电力通信业务包括电力生产业务及管理信息业务两大类，每一类业务均深入社会各层面，覆盖发、输、变、配、用各环节，电力通信网经过多年的发展已经覆盖主、配网各信息节点。近年由于业务的快速发展，配网自动化、电表信息采集、智能家居、输电线路信息等末端边缘业务通信需求数量及种类均爆发式增长，作为电力大数据的源头，末端业务数据的准确性、安全性、实时性的重要性凸显。
3.物联网作为新一代信息通信技术，其产业发展已被纳入国家战略，国家科技部、工业与信息化部先后在多项国家重大科技专项中设立课题支持物联网技术研究及产业化。对于电网来说，物联网并非一个全新的事物，相关技术已经“渗入”智能电网的各个环节，被用于信息采集、状态监测、回馈控制等，从而全方位提高智能电网各环节的信息感知深度和广度。
4.在各类物联网传输技术体系中，lora技术具有功耗低、覆盖范围广、布网灵活、可自主建网的优点，非常适合搭建自主运营的电力物联网业务体系架构。lora技术不仅拥有覆盖性广、容量高的特性，lora信号对建筑的穿透力也很强，通讯成本低，能够高效、稳定的远程读取数据，作为广域通讯技术有着比wi-fi、zigbee等近场通讯更好的覆盖，在地下管廊通讯、无线远程抄表、输电线在线监测、配电房安全监测以及光伏阵列在线监测中，可以一次部署，多点接入，大大减轻工程作业量的同时，又减轻了设备成本。
5.然而，由于电网领域布置场景多样化、环境复杂的原因，现有的lora射频模块在进行信号传输的过程中会受到外界环境的干扰以及衰减，导致信号接收及信号发送的质量受到了影响。


技术实现要素：

6.本发明的发明目的在于提供一种lora射频模块。
7.为实现以上发明目的，采用的技术方案是：一种lora射频模块，包括发射端电路、接收端电路；其中，该发射端电路用于对发射通道中的各频段载波执行相应的增益调整策略，该接收端电路用于对接收通道中的各频段载波执行相应的增益调整策略；其中发射端电路对发射通道中的各频段载波执行相应的增益调整策略、接收端电路对接收通道中的各频段载波执行相应的增益调整策略的具体过程如下：检测各频段载波的中频数字功率和天馈口功率；根据所述中频数字功率和所述天馈口功率计算各频段载波的功率差；根据各频段载波的功率差判断是否需要进行增益调整；若是，则根据各频段载波的功率差确定各频段载波的增益变化趋势，以及根据各
频段载波的增益变化趋势对各频段载波执行相应的增益调整。
8.优选地，所述lora射频模块还包括有基带芯片、射频开关，基带芯片与发射端电路、接收端电路连接，射频开关与发射端电路、接收端电路连接。
9.优选地，所述发射端电路包括第一射频芯片、巴伦变换器、第一表面声波滤波器、射频功率放大器和低通滤波器，其中第一射频芯片的一端与基带芯片连接，第一射频芯片的另一端依次通过巴伦变换器、第一表面声波滤波器、射频功率放大器和低通滤波器与射频开关连接。
10.优选地，所述接收端电路包括第二射频芯片、第二表面声波滤波器、低噪声放大器、第三表面声波滤波器，其中第二射频芯片的一端与基带芯片连接，第二射频芯片的另一端依次通过第二表面声波滤波器、低噪声放大器、第三表面声波滤波器与射频开关连接。
11.优选地，所述射频功率放大器包括射频信号处理单元、驱动单元和输出单元，射频信号处理单元，用于利用第一表面声波滤波器输入的射频信号生成第一射频信号和第二射频信号，其中将第一射频信号和第二射频信号在具有相同相位时称为零角度参考矢量信号，第一射频信号的相位相对于零角度参考矢量信号的相位有第一角度的顺时针角度差，第二射频信号的相位相对于零角度参考矢量信号的相位有第二角度的逆时针角度差，第一角度和第二角度的范围为0
°
到90
°
；驱动单元，用于分别对第一射频信号和第二射频信号进行放大，以分别得到第一放大信号和第二放大信号；输出单元，用于利用第一放大信号和第二放大信号的差作为射频输出信号，输入至低通滤波器进行低通滤波。
12.优选地，所述根据各频段载波的功率差判断是否需要进行增益调整的步骤包括，判断各频段载波的功率差的绝对值是否均大于起控门限，若是则确认需要进行增益调整。
13.优选地，所述根据各频段载波的功率差确定各频段载波的增益变化趋势的步骤中，若各频段载波的功率差的符号均相同则确定各频段载波的增益变化趋势为同向变化；所述根据各频段载波的增益变化趋势对各频段载波执行相应的增益调整的步骤包括：若各频段载波的功率差均为负，则将各频段载波的可调增益增大第一步进值；若各频段载波的功率差均为正，则将各频段载波的可调增益减小第一步进值。
14.优选地，所述根据各频段载波的功率差确定各频段载波的增益变化趋势的步骤中，若各频段载波的功率差符号不完全相同则确定各频段载波的增益变化趋势为反向变化；所述根据各频段载波的增益变化趋势对各频段载波执行相应的增益调整的步骤包括：将功率差为负的频段载波的可调增益增大，将功率差为正的频段载波的可调增益减小。
15.与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）本发明提供的lora射频模块通过在发射端电路、接收端电路执行相应的增益调整策略，确保lora射频模块侧发送信号、接收信号的功率动态可调，确保发送信号、接收信号的稳定性。
16.（2）本发明提供的lora射频模块通过利用第一射频信号的相位相对于零角度参考矢量信号的相位具有的顺时针角度差、以及第二射频信号的相位相对于零角度参考矢量信
号的相位具有的逆时针角度差，可以对射频功率放大器的输出功率大小进行控制，从而满足功率控制要求。
附图说明
17.图1为发射端电路对发射通道中的各频段载波执行相应的增益调整策略、接收端电路对接收通道中的各频段载波执行相应的增益调整策略的流程示意图。
18.图2为lora射频模块的结构示意图。
具体实施方式
19.附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；以下结合附图和实施例对本发明做进一步的阐述。实施例1本实施例提供一种lora射频模块，包括发射端电路、接收端电路；其中，如图1所示，该发射端电路用于对发射通道中的各频段载波执行相应的增益调整策略，该接收端电路用于对接收通道中的各频段载波执行相应的增益调整策略；其中发射端电路对发射通道中的各频段载波执行相应的增益调整策略、接收端电路对接收通道中的各频段载波执行相应的增益调整策略的具体过程如下：检测各频段载波的中频数字功率和天馈口功率；根据所述中频数字功率和所述天馈口功率计算各频段载波的功率差；根据各频段载波的功率差判断是否需要进行增益调整；若是，则根据各频段载波的功率差确定各频段载波的增益变化趋势，以及根据各频段载波的增益变化趋势对各频段载波执行相应的增益调整。
20.在具体的实施过程中，如图2所示，所述lora射频模块还包括有基带芯片、射频开关，基带芯片与发射端电路、接收端电路连接，射频开关与发射端电路、接收端电路连接。
21.在具体的实施过程中，如图2所示，所述发射端电路包括第一射频芯片、巴伦变换器、第一表面声波滤波器、射频功率放大器和低通滤波器，其中第一射频芯片的一端与基带芯片连接，第一射频芯片的另一端依次通过巴伦变换器、第一表面声波滤波器、射频功率放大器和低通滤波器与射频开关连接。
22.在具体的实施过程中，如图2所示，所述接收端电路包括第二射频芯片、第二表面声波滤波器、低噪声放大器、第三表面声波滤波器，其中第二射频芯片的一端与基带芯片连接，第二射频芯片的另一端依次通过第二表面声波滤波器、低噪声放大器、第三表面声波滤波器与射频开关连接。
23.在具体的实施过程中，所述射频功率放大器包括射频信号处理单元、驱动单元和输出单元，射频信号处理单元，用于利用第一表面声波滤波器输入的射频信号生成第一射频信号和第二射频信号，其中将第一射频信号和第二射频信号在具有相同相位时称为零角度参考矢量信号，第一射频信号的相位相对于零角度参考矢量信号的相位有第一角度的顺时针角度差，第二射频信号的相位相对于零角度参考矢量信号的相位有第二角度的逆时针角度差，第一角度和第二角度的范围为0
°
到90
°
；
驱动单元，用于分别对第一射频信号和第二射频信号进行放大，以分别得到第一放大信号和第二放大信号；输出单元，用于利用第一放大信号和第二放大信号的差作为射频输出信号，输入至低通滤波器进行低通滤波。
24.在具体的实施过程中，所述根据各频段载波的功率差判断是否需要进行增益调整的步骤包括，判断各频段载波的功率差的绝对值是否均大于起控门限，若是则确认需要进行增益调整。
25.在具体的实施过程中，所述根据各频段载波的功率差确定各频段载波的增益变化趋势的步骤中，若各频段载波的功率差的符号均相同则确定各频段载波的增益变化趋势为同向变化；所述根据各频段载波的增益变化趋势对各频段载波执行相应的增益调整的步骤包括：若各频段载波的功率差均为负，则将各频段载波的可调增益增大第一步进值；若各频段载波的功率差均为正，则将各频段载波的可调增益减小第一步进值。
26.在具体的实施过程中，所述根据各频段载波的功率差确定各频段载波的增益变化趋势的步骤中，若各频段载波的功率差符号不完全相同则确定各频段载波的增益变化趋势为反向变化；所述根据各频段载波的增益变化趋势对各频段载波执行相应的增益调整的步骤包括：将功率差为负的频段载波的可调增益增大，将功率差为正的频段载波的可调增益减小。
27.显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。