5.8GHz短距離無線收發(fā)系統(tǒng)的設計

摘要：詳細介紹了一個以應答芯片CHR2244為核心的5．8GHz短距離無線收發(fā)系統(tǒng)的設計方案。該設計將實現(xiàn)上行FM，下行AM的無線數(shù)據(jù)收發(fā)功能。對天線模塊、射頻收發(fā)模塊和數(shù)據(jù)鏈路控制分別進行了的闡述，同時對通信過程也進行了詳細的描述。
關鍵字：短距離無線通信；微帶天線：上行；下行：數(shù)據(jù)鏈路

O 引言
近10多年來短距離無線通信技術得到了很大的發(fā)展，出現(xiàn)了多種新的短距離無線通信技術，已經(jīng)成為無線通信技術的一個重要分支．現(xiàn)在比較熱門的有超寬帶無線通信(UWB)、藍牙(Bluetooth)、紫蜂(Zigbee)、射頻識別(RFID)等。他們被廣泛的運用在短距離的無線接入、數(shù)據(jù)傳輸、自動識別等方面。正是在這樣的背景下，本文設計了一個5．8GHz上的短距離無線收發(fā)系統(tǒng)。

1 電路設計
1．1 系統(tǒng)概述
如圖1所示是本文所設計的5．8GHz數(shù)據(jù)收發(fā)系統(tǒng)結構，它由三部分組成：收／發(fā)天線，收／發(fā)模塊和CPU。在數(shù)據(jù)通信中，下行模式時：天線接收5．8GHz無線信號并將收到的射頻信號送往接收模塊恢復為基帶數(shù)據(jù)；恢復后的基帶數(shù)據(jù)再送往CPU進行相關的數(shù)據(jù)驗證及處理。上行模式時：CPU將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)信號傳送給發(fā)送模塊；發(fā)送模塊將數(shù)據(jù)信號調制為5．8GHz調制信號，并傳送到天線進行發(fā)送。該系統(tǒng)設計中天線選擇一小尺寸微帶型天線，收／發(fā)模塊選用微波集成電路(MMIC)芯片CHR2244，CPU選用STA2051。

1．2 微帶天線設計
該收發(fā)系統(tǒng)的天線采用縫隙耦合的微帶貼片天線實現(xiàn)寬帶圓極化和高增益的特性。天線結構如圖二所示。正方形貼片的邊長為21．7mm，被印制在一個厚度為O．4mm，介電常數(shù)為2．5的聚四氟乙烯介質板上面。

饋線印制在厚度為h2，介電常數(shù)為ε2的介質中間。地面上的兩個耦合縫隙的長度分別為L1和L2，位于矩形貼片的下方，并且垂直于方形貼片的兩邊。已知隨著縫隙尺寸的增加，天線的諧振頻率會隨之下降，通過適當調節(jié)兩個耦合縫隙的長度，寬度和調節(jié)支線長度Lp，可以產(chǎn)生兩個幅度相等，相差90度的正交模，實現(xiàn)圓極化的設計目標。兩個介質板之間是空氣層，厚度為h。