基于UWB和SUB-GHz的双向通信定位基站的实现

在智能供电站、官网隧道、石化工厂、智慧施工、体育训练和司法监狱等室内设施复杂的应用领域,传统定位基站对复杂区域尤其是工业领域等存在三维感知需求方面存在一定的短板,不能很好地表现精细定位。因此,提出了一种基于超宽带(UWB)和SUB-GHz技术相融合的双向通信定位基站的方案,在无线通信方面主要采用DW1000和SI4438射频芯片,配套对应的定位标签和定位引擎,以实现对复杂区域的定位感知和分层分区,为客户提供智能化、精细化管理及更多智能化业务的创新。实验数据表明,基于UWB和SUB-GHz双向通信的定位基站可以很好地实现对三维的感知,达到预期效果。

基于SUB-GHz无线通信技术的车间数据采集系统

针对某轴承制造企业车间中数据采集的问题,对车间数据的传输、存储及可视化等方面做了研究,结合企业车间面积大、现场环境复杂、采集点多且分布广等实际情况,提出了一种基于Sub-GHz无线通信的车间数据采集系统。首先分析了几种当前主流的无线传输技术的优缺点及适用范围,对采集硬件设备进行选型,设计了产能数据库模型,搭建出完整底层采集系统,最后开发了基于现场看板与Web服务两种数据展示形式,并在企业车间进行了测试运行。研究结果表明:整套系统运行稳定可靠,员工可通过现场看板及Web应用查询到实时产能数据,满足了企业对于产能数据采集及数据可视化的要求。

Silicon Labs支持802.15.4/4g标准的最新Sub-GHz无线产品

Silicon Labs推出新一代EZRadio和EZRadio PRO无线IC,可提供业界领先的能效、无线传输距离和灵活性。工作在sub-GHz频段的新型Si4x55 EZRadio和Si4x6x EZRadio PRO系列产品支持包括802.15.4/4g、Wireless M-Bus、Wi-SUN在内的众多私有传统的和新兴的无线传输协议。EZRadio和EZRadio PRO系列产品为包括无线传感器网络、工业M2M通信、远程控制。

室内热点场景多频段RIS辅助MIMO通信信道测量与建模

对Sub-6 GHz频段和毫米波频段可重构智能超表面(RIS)辅助多输入多输出(MIMO)通信信道进行了室内热点(InH)场景下的信道测量。基于上述信道测量结果,研究了RIS辅助通信信道修正浮动截距(FI)模型,并对模型的准确性以及参数特性进行了验证。对RIS辅助通信信道在多频段的传播特性进行了分析,包括路径损耗增益、路径损耗因子(PLE)、时间色散等。上述信道测量和建模结果将为RIS辅助通信系统的实际应用奠定基础。

Melexis可编程多通道射频收发器瞄准低功耗Sub-GHz应用

迈来芯(Melexis)公司推出了MLX73290-M。该多通道RF收发器IC利用了该公司在低功率无线实现方面长期建立的技术专长。该产品可满足从300MHz直到960MHz的Sub-GHz ISM频带,提供了两个RF信道,每个通道具有一个可编程RF功率发射器和一个高灵敏度RF接收器。它可通过其串行外设接口(SPI)实现全可编程。

Microsemi推出超低功耗sub-GHz无线射频芯片

美高森美公司(Microsemi Corporation)宣布推出用于极为注重功耗的短距无线应用的新型超低功耗(ULP)射频(RF)收发器产品ZL70250,该器件在低功耗方面设立了全新的基准,传送和接收数据所需电流仅为2 mA,实现了极长电池寿命和产品小型化,为能量收集和电池供电无线传感器网络提供非常重要的特性。

舱内低功耗无线传感网络系统设计

在火箭参数测量系统中,传统的传感网络使用电缆进行连接,随着测试点的增加,大量缆线的使用不仅带来了多余的负载和功耗,而且还占用了大量的舱内空间,为火箭舱内其他设备的布局和安装造成巨大的困扰。针对上述问题,提出了一种基于CC1310的无线传感网络(WSN)设计方案,实现测试系统无缆化。该设计选用通信频段低于1 GHz(Sub-GHz)的超低功耗射频芯片CC1310作为传感网络控制器,使用低功耗的K型热电偶AD8495实现温度数据的采集,使用锂电池为传感器节点供电。软件设计实现了传感器节点周期性休眠和唤醒侦听机制,主节点轮询访问传感器节点获取状态和数据的功能,完成了传感器节点低功耗设计并且数据的可靠性可以得到保证。经试验测试,该系统设计合理,具有功耗低、数据传输稳定可靠等显著特点,且系统在组网后工作状态平均能耗为88μA,可实现火箭舱内环境参数的长期测量。

放射源安全管理系统功能设计与应用研究

随着物联网技术的飞速发展和广泛应用,深度结合核探测技术为现阶段放射源的应用提供现代化的科学监管方式,通过此技术的广泛应用形成一个以监控放射源这一危险品为主体的物联网络体系,为核技术的健康发展保驾护航。

433 MHz无线信道在日光温室中传输与分布特性研究

目前Sub-GHz频段的无线传感器在温室生产中得到广泛应用,了解射频信号在温室中的传输特性与分布情况已经成为当前研究热点。研究了以433 MHz为工作频率,通过调节发射节点与接受节点高度以及两者之间的水平距离,采用频谱仪获得接收信号功率(dBm),通过回归分析构建日光温室中的无线电波传播模型,并仿真得到信号在日光温室中的分布情况。研究表明:在发射天线的每个高度上,不同的接收天线高度层接收信号强度符合对数路径损耗模型,温室内的路径损耗指数(2.19)比室外(3.6)的小,温室内无作物接收信号强度比有作物大约10 dBm;温室北侧接收信号强度略高于南侧,高约5 dBm;温室中布置节点应避开有金属(铝线等)的位置。

基于物联网的冷链监测系统设计

物联网技术在生鲜食品冷链监测系统中的关注和研究日益增多。然而,目前物联网技术在冷链监测应用中仍面临诸多障碍和挑战;如无线通信能耗、可靠性等。本文根据冷链监测的特点、需求等关键性问题,研究设计新型低功耗无线监测平台;采用基于ARM Cortex-MO内核的超低功耗MCU和Sub-GHz无线通信方案,以提高系统的能效性、可靠性、抗干扰性。本文给出了系统架构和无线节点的详细硬件设计方案,其完全满足冷链过程全面监测的需求,对促进冷链信息化具有一定的实践价值。

面向5G毫米波通信的波束选择机制

针对5G下行多用户多输入多输出(MIMO)系统,在毫米波频率下工作,并且在Sub-6 GHz系统的辅助下进行波束选择的问题,首先分析毫米波大规模MIMO系统以及Sub-6 GHz系统的波束选择模型,从Sub-6 GHz系统中获取空间信息,对其采用对数加权的方式并将其应用于毫米波波束选择中;在此基础上,采用启发式贪心算法进行波束选择,此算法可以匹配出最强的波束,算法复杂度低,性能一般。为了给所有用户和波束进行最大最优的匹配,提出了基于匈牙利算法的波束选择,通过将波束选择建模为二部图上的最大权匹配进行波束选择,此算法的计算复杂度稍高,性能较好。

基于肖特基二极管的140GHz次谐波混频器

肖特基二极管混频器是毫米波太赫兹频段的超外差接收机中的关键器件,其研制对于太赫兹通信和雷达应用具有重要意义。本文描述了一种基于低寄生参量肖特基二极管DBES105a的140 GHz二次谐波混频器(SHM)的仿真设计和制作测试。为了计算二极管特性阻抗,通过对二极管半导体物理结构的研究,建立了肖特基二极管三维电磁仿真模型。次谐波混频器采用波导腔体悬置微带线结构,通过HFSS+ADS联合仿真设计。仿真结果显示,在65 GHz,7 dBm本振信号激励下,140 GHz频点处的SSB转换损耗为6.3 dB,1 dB转换损耗带宽为14 GHz,DSB噪声温度小于400 K。测试结果显示,最低SSB转换损耗为26 dB/135 GHz,3 dB转换损耗带宽为8 GHz。

一种基于Sub-1 GHz的多信道光伏子阵无线组网技术

目前集中式或分布式光伏变电站的子阵主要采用RS485串口方式组网,具有施工周期长、效率低、扩容困难、维护不便等缺点。为了进一步提高组网效率、降低成本,首先对几种无线组网方案进行了比较和探讨,提出了基于Sub-1 GHz技术的多信道光伏子阵无线组网技术,并针对该技术与现有组网方式的兼容性给出了常规的传输配置方式;给出了单位规模下光伏子阵对该技术在容量、传输频段等方面的依赖关系,以及适用于该方案的射频芯片的基本参数性能;最后通过测试论证了该方案在组网和性能方面的优越性,该方案具有适用性强、组网简单、扩容方便、便于维护等优点。

GaAs肖特基二极管的250 GHz二次谐波混频器研究

基于Hammer-Head型滤波器结构,以及三维电磁软件所构建的肖特基二极管三维模型及电气模型,分别设计了250GHz悬置微带线和普通微带线的二次谐波混频器。通过仿真设计与实物测试,对比分析两种结构混频器特性。测试结果表明,悬置微带线混频器在射频输入230~270GHz范围内时,单边带变频损耗为8.6~12.7dB,而普通微带线混频器在射频输入220~260GHz范围内时,单边带变频损耗为8.4~11.4dB。通过结果对比可见,悬置微带线混频器带宽较大,而普通微带线混频器的变频损耗更为平滑。此外,考虑微组装工艺中的不良因素,对仿真模型进行部分修正,计算结果与测试结果拟合较好。

一种小型八单元MIMO-智能手机天线阵列的优化设计

针对5G智能终端中需要集成更多天线的需求,提出一种小型八单元MIMO-智能手机阵列天线。该天线阵工作在Sub-6 GHz中的3.3~3.5 GHz,由8个共用接地点的三维倒F天线单元组成,利用弯折技术减小天线尺寸,天线单元仅为5 mm×5 mm×5 mm。通过共用接地点的中和作用以及地面上加载的T型槽,使天线单元间距在小于2 mm的情况下实现互耦小于-10 dB。利用最大功率传输效率法(MMPTE)获得阵列天线的最优激励分布,该方法将天线的优化设计归结于无线能量传输系统的设计,通过求解传输效率和S参数构成的特征值方程获得天线阵列的最优激励分布。再利用连接各个天线单元的数字移相器和衰减器实现最优激励分布,让波束偏转到指定方向。整个天线印刷在FR4基板上,占用体积小,在3.3~3.5 GHz内S参数小于-10 dB。实测结果与仿真结果吻合较好,在无线通信中有较好的应用前景。

星载183GHz分谐波混频器的设计

文章采用TERATECH公司研制的肖特基二极管,设计了一种星载183GHz分谐波混频器。长9mm、宽0.42mm的混频器电路被放置在腔体中,包括波导过渡到微带的本振和射频频率匹配部分。仿真结果表明本振功率仅为3mW时,变频损耗在173GHz^193GHz频率范围内小于9dB,变频损耗幅度平坦度小于1dB。

220 GHz二次谐波混频器集成模块

在220 GHz二次谐波混频器的设计基础上,提出中频传输波导的垂直转换结构,实现了四通道混频器集成模块方案,缩短了混频器单通道的横向尺寸,为太赫兹接收机系统多通道线阵列集成提供了可行性方案。为优化系统模型的准确性,基于TCAD对肖特基势垒二极管进行三维半导体器件建模计算,依据提取的关键特性参数进行混频器的高频电磁波仿真。通过对该设计方案进行测试,结果表明:当本振频率为110 GHz,功率为7 dBm,射频输入200~240 GHz,混频器的单边带变频损耗为8.6~13 dB,在204~238 GHz的单边带变频损耗为8.6~11.3 dB。当本振频率为108 GHz时,驱动功率仅需3 dBm。此外,基于该混频器模块构建的220 GHz接收机系统,积分时间为700μs时其温度灵敏度为1.3 K。

应用于辐射计的89GHz二次谐波混频器

针对气象监测辐射计的应用,文章提出了基于肖特基平面二极管混合集成的W波段89 GHz二次谐波混频器。以毫米波混频技术基本理论为基础,根据对二极管的三维仿真精确建模赋予其材料特性,并结合场路联合仿真研制了结构精巧的W波段的89 GHz二次谐波混频器。仿真与测试结果表明,本振信号频率固定在45 GHz,射频信号频率在84~94 GHz时,变频损耗优于14 dB,最低为9 dB,其实测结果与仿真趋势相对吻合,有良好的工程应用前景,同时有效证明了建模方法的正确性。

硅工艺单芯片射频发射器大幅降低无线链路的成本和复杂度

SSub-GHz（即频率为1GHz以下,27MHz-960MHz）是无线通信的重要领域之一,应用涵盖消费电子、汽车、工业,和医疗等,如：TV/STB/VCR/DVD/音频设备遥控器、高端无线玩具、车库门遥控开关、照明控制、门遥控开关、无线POS机、无线健康监测器、穿戴式监控设备等,应用非常广泛。