一種井下微功耗遠距離無線數據傳輸裝置制造方法及圖紙

一種井下微功耗遠距離無線數據傳輸裝置，涉及一種無線數據傳輸裝置。它為了解決井下監測的無線通信技術傳輸距離短，無線覆蓋范圍有限的問題。射頻電路的射頻信號端連接天線電路的射頻信號端，天線電路的傳輸信號端連接第一雙工器的傳輸信號端，第一雙工器的射頻信號輸出端連接PA功率放大器的射頻信號輸入端，該功率放大器的放大信號輸出端連接輸出匹配電路的信號輸入端，該功率放大器的控制信號輸入端連接模擬功率控制電壓電路的控制信號輸出端，該功率放大器的調整信號端連接功率放大器外圍電路的調整信號端，輸出匹配電路的電能輸入端連接大電容電路的電能輸出端，射頻信號經輸出匹配電路、第二雙工器和天線發出。它適用于無線數據傳輸領域。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
一種井下微功耗遠距離無線數據傳輸裝置
[0001 ] 本技術涉及一種無線數據傳輸裝置。
技術介紹
礦山物聯網技術的應用是未來礦山安全監測監控系統發展的趨勢，其核心是建設井下無線監測網絡，使各種監測儀器、傳感器能通過無線的方式接入到安全監測監控系統中。井下便攜式設備無線入網，既能增加當前安全監測監控系統的傳感器數量，又能擴大監測范圍，是管理入井人員情況和全天候監管其作業過程的有效手段。當前應用于井下監測的無線通信技術傳輸距離短，造成無線覆蓋范圍有限，存在較多的監測盲區。
技術實現思路
本技術為了解決目前應用于井下監測的無線通信技術傳輸距離短，造成無線覆蓋范圍有限，存在較多的監測盲區的問題，從而提出了一種井下微功耗遠距離無線數據傳輸裝置。一種井下微功耗遠距離無線數據傳輸裝置它包括射頻電路、天線電路、第一雙工器、模擬功率控制電壓電路、PA功率放大器、功率放大器外圍電路、輸出匹配電路、大電容電路和第二雙工器，所述的射頻電路的射頻信號端連接天線電路的射頻信號端，天線電路的傳輸信號端連接第一雙工器的傳輸信號端，第一雙工器的射頻信號輸出端連接PA功率放大器的射頻信號輸入端，PA功率放大器的放大信號輸出端連接輸出匹配電路的信號輸入端，PA功率放大器的控制信號輸入端連接模擬功率控制電壓電路的控制信號輸出端，PA功率放大器的調整信號端連接功率放大器外圍電路的調整信號端，PA功率放大器的端口電壓輸入端連接大電容電路的端口電壓輸出端，輸出匹配電路的電能輸入端連接大電容電路的電能輸出端，輸出匹配電路的射頻信號輸出端連接第二雙工器的射頻信號輸入端，射頻信號經第二雙工器和天線發出，第二雙工器的開關控制信號輸出端連接第一雙工器的開關控制信號輸入端。PA功率放大器采用PA2464芯片實現，功率放大器外圍電路包括電容C8至電容C11、第四電感和第五電感，所述的電容ClO的一端接電源地，電容ClO的另一端同時連接供電電源和第四電感的一端，第四電感的另一端同時連接電容C8的一端和PA2464芯片的第4管腳，電容C8的另一端同時連接電容C9的一端和第五電感的一端，第五電感的另一端接電源地，電容C9的另一端同時連接PA2464芯片的第8管腳和電容Cll的一端，電容Cll的另一端接電源地。一種井下微功耗遠距離無線數據傳輸裝置還包括3V電源電路10和5V電源電路11，所述的3V電源電路10用于為射頻電路和天線電路供電，5V電源電路11第一雙工器、模擬功率控制電壓電路、PA功率放大器、功率放大器外圍電路、輸出匹配電路、大電容電路和第二雙工器供電。第一雙工器包括電容Cl至電容C3和第一電感，所述的電容Cl的一端連接電容C2的一端，電容Cl的一端作為第一雙工器的傳輸信號端連接天線電路的傳輸信號端，電容Cl的另一端接電源地，電容C2的另一端同時連接電容C3的一端和第一電感的一端,第一電感的另一端接電源地，電容C3的另一端作為第一雙工器的射頻信號輸出端連接PA2464芯片的第3管腳。模擬功率控制電壓電路包括電容C4至電容C6、電阻R1、電阻R2、第二電感和第三電感，所述的第二電感的一端連接PA2464芯片的第I管腳，第二電感的另一端同時連接電容C5的一端和電阻Rl的一端，電容C5的另一端接電源地，電阻Rl的另一端同時連接電容C4的一端、電阻R2的一端和模擬功率控制電壓，電容C4的另一端接電源地，電阻R2的另一端同時連接電容C6的一端和第三電感的一端，電容C6的另一端接電源地，第三電感的另一端連接PA2464芯片的第5管腳。輸出匹配電路包括電容C7、電容C12至電容C15、第六電感和第七電感，所述的電容C7的一端接供電電源，電容C7的另一端同時連接PA2464芯片的第6管腳和第7管腳、第六電感的一端、電容C13的一端和第七電感的一端，第六電感的另一端同時連接電容C12的一端和供電電源，電容C12的另一端接電源地；電容C13的另一端接電源地；第七電感的另一端同時連接電容C14的一端和電容C15的一端，電容C14的另一端作為輸出匹配電路的射頻信號輸出端連接第二雙工器的射頻信號輸入端，電容C15的另一端接電源地。射頻電路采用nRF905芯片實現。第一雙工器和第二雙工器均采用Hws416芯片實現。本技術通過在射頻電路的外圍中增加了 PA功率放大器使原來的最大發射功率IOdBm提升至30dBm，將該大功率模塊配置到所研制的無線瓦斯巡檢儀上，經過現場測試，在井下巷道中通信距離從原來的50m提升至180m，達到了提升無線通信距離，擴大井下無線覆蓋范圍的目的?！靖綀D說明】圖1為本實施方式所述的一種井下微功耗遠距離無線數據傳輸裝置電氣結構示意圖；圖2為PA功率放大器5的電氣連接示意圖；圖3為Hws416芯片的結構示意圖?！揪唧w實施方式】【具體實施方式】一、結合圖1具體說明本實施方式，本實施方式所述的一種井下微功耗遠距離無線數據傳輸裝置包括射頻電路1、天線電路2、第一雙工器3、模擬功率控制電壓電路4、PA功率放大器5、功率放大器外圍電路6、輸出匹配電路7、大電容電路8和第二雙工器9，所述的射頻電路I的射頻信號端連接天線電路2的射頻信號端，天線電路2的傳輸信號端連接第一雙工器3的傳輸信號端，第一雙工器3的射頻信號輸出端連接PA功率放大器5的射頻信號輸入端，PA功率放大器5的放大信號輸出端連接輸出匹配電路7的信號輸入端，PA功率放大器5的控制信號輸入端連接模擬功率控制電壓電路4的控制信號輸出端，PA功率放大器5的調整信號端連接功率放大器外圍電路6的調整信號端，PA功率放大器5的端口電壓輸入端連接大電容電路8的端口電壓輸出端，輸出匹配電路7的電能輸入端連接大電容電路8的電能輸出端，輸出匹配電路7的射頻信號輸出端連接第二雙工器9的射頻信號輸入端，射頻信號經第二雙工器9和天線發出，第二雙工器9的開關控制信號輸出端連接第一雙工器3的開關控制信號輸入端，PA功率放大器5采用PA2464芯片實現，功率放大器外圍電路6包括電容08至電容(:11、第四電感14和第五電感L5，所述的電容ClO的一端接電源地，電容ClO的另一端同時連接供電電源和第四電感L4的一端，第四電感L4的另一端同時連接電容C8的一端和PA2464芯片的第4管腳，電容C8的另一端同時連接電容C9的一端和第五電感L5的一端,第五電感L5的另一端接電源地，電容C9的另一端同時連接PA2464芯片的第8管腳和電容Cll的一端，電容Cll的另一端接電源地。PA2464芯片的電壓范圍3.5-6V，頻率范圍是130-480MHz。在中心頻率為433MHz時，所需工作電壓為4.5V。當射頻信號經過放大器放大之后輸出的功率為35dBm。其中，VCC為芯片供電電壓，Vapc為模擬功率控制電壓，取1.28V?！揪唧w實施方式】二、本實施方式與【具體實施方式】一所述的一種井下微功耗遠距離無線數據傳輸裝置的區別在于，它還包括3V電源電路10和5V電源電路11，所述的3V電源電路10用于為射頻電路I和天線電路2供電，5V電源電路11第一雙工器3、模擬功率控制電壓電路4、PA功率放大器5、功率放大器外圍電路6、輸出匹配電路7、大電容電路8和第二雙工器9供電?！揪唧w實施方式】三、結合圖2具體說明本實施方式，本實施方式與【具體實施本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種井下微功耗遠距離無線數據傳輸裝置，其特征在于：它包括射頻電路（1）、天線電路（2）、第一雙工器（3）、模擬功率控制電壓電路（4）、PA功率放大器（5）、功率放大器外圍電路（6）、輸出匹配電路（7）、大電容電路（8）和第二雙工器（9），所述的射頻電路（1）的射頻信號端連接天線電路（2）的射頻信號端，天線電路（2）的傳輸信號端連接第一雙工器（3）的傳輸信號端，第一雙工器（3）的射頻信號輸出端連接PA功率放大器（5）的射頻信號輸入端，PA功率放大器（5）的放大信號輸出端連接輸出匹配電路（7）的信號輸入端，PA功率放大器（5）的控制信號輸入端連接模擬功率控制電壓電路（4）的控制信號輸出端，PA功率放大器（5）的調整信號端連接功率放大器外圍電路（6）的調整信號端，PA功率放大器（5）的端口電壓輸入端連接大電容電路（8）的端口電壓輸出端，輸出匹配電路（7）的電能輸入端連接大電容電路（8）的電能輸出端，輸出匹配電路（7）的射頻信號輸出端連接第二雙工器（9）的射頻信號輸入端，射頻信號經第二雙工器（9）和天線發出，第二雙工器（9）的開關控制信號輸出端連接第一雙工器（3）的開關控制信號輸入端，PA功率放大器（5）采用PA2464芯片實現，功率放大器外圍電路（6）包括電容C8至電容C11、第四電感（L4）和第五電感（L5），所述的電容C10的一端接電源地，電容C10的另一端同時連接供電電源和第四電感（L4）的一端，第四電感（L4）的另一端同時連接電容C8的一端和PA2464芯片的第4管腳，電容C8的另一端同時連接電容C9的一端和第五電感（L5）的一端，第五電感（L5）的另一端接電源地，電容C9的另一端同時連接PA2464芯片的第8管腳和電容C11的一端，電容C11的另一端接電源地。...

【技術特征摘要】
1.一種井下微功耗遠距離無線數據傳輸裝置，其特征在于:它包括射頻電路(I)、天線電路(2 )、第一雙工器(3 )、模擬功率控制電壓電路(4 )、PA功率放大器(5 )、功率放大器外圍電路(6)、輸出匹配電路(7)、大電容電路(8)和第二雙工器(9)， 所述的射頻電路(I)的射頻信號端連接天線電路(2)的射頻信號端， 天線電路(2)的傳輸信號端連接第一雙工器(3)的傳輸信號端， 第一雙工器(3)的射頻信號輸出端連接PA功率放大器(5)的射頻信號輸入端， PA功率放大器(5)的放大信號輸出端連接輸出匹配電路(7)的信號輸入端， PA功率放大器(5)的控制信號輸入端連接模擬功率控制電壓電路(4)的控制信號輸出端， PA功率放大器(5)的調整信號端連接功率放大器外圍電路(6)的調整信號端， PA功率放大器(5)的端口電壓輸入端連接大電容電路(8)的端口電壓輸出端， 輸出匹配電路(7)的電能輸入端連接大電容電路(8)的電能輸出端， 輸出匹配電路(7)的射頻信號輸出端連接第二雙工器(9)的射頻信號輸入端，射頻信號經第二雙工器(9)和天線發出， 第二雙工器(9)的開關控制信號輸出端連接第一雙工器(3)的開關控制信號輸入端， PA功率放大器(5)采用PA2464芯片實現， 功率放大器外圍電路(6)包括電容C8至電容CU、第四電感(L4)和第五電感(L5)，所述的電容ClO的一端接電源地，電容ClO的另一端同時連接供電電源和第四電感(L4)的一端,第四電感(L4)的另一端同時連接電容C8的一端和PA2464芯片的第4管腳，電容C8的另一端同時連接電容C9的一端和第五電感(L5)的一端,第五電感(L5)的另一端接電源地，電容C9的另一端同時連接PA2464芯片的第8管腳和電容Cll的一端，電容Cll的另一端接電源地。2.根據權利要求1所述的一種井下微功耗遠距離無線數據傳輸裝置，其特征在于:它還包括3V電源電路(10)和5V電源電路(11)， 所述的3V電源電路(10 )用于為射頻電路(I)和天線電路(2 )供電， 5V電源電路(11)第一雙工器(3 )、模擬功率控制電壓電路(4 )、PA功率放大器(5 )、功率放大器外圍電路(6)、輸出匹配電路(7)、大電容電路(8)和第二雙工器(9)供電。3.根據權利要求1所述的一種井下微功耗遠距離無線數據傳輸裝置，其特征在...

【專利技術屬性】
技術研發人員：沈斌，劉新蕾，王洪粱，秦憲禮，程可橋，
申請(專利權)人：黑龍江科技大學，
類型：新型
國別省市：黑龍江;23