專利名稱：一種超寬帶發(fā)射機(jī)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，特別涉及一種超寬帶發(fā)射機(jī)裝置。
背景技術(shù)：
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合了無線通信技術(shù)、傳感器技術(shù)、微機(jī)電技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)等等，能夠通過各類集成化的微型傳感器互相協(xié)作并實(shí)時監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境和監(jiān)測對象的信息，并對收集到的信息進(jìn)行處理后通過無線通信的方式發(fā)送給終端用戶，真正實(shí)現(xiàn)物理環(huán)境、信息世界、人類社會的交互和融合。因此，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有非常廣闊的應(yīng)用前景和巨大的商用價值，近年來在國際上備受關(guān)注。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以在長期無人值守的狀態(tài)下工作，應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛。典型的·無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以分為數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)兩部分構(gòu)成。其中數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)包括分布式傳感器節(jié)點(diǎn)、信息協(xié)調(diào)基站和監(jiān)控中心。作為收集和傳輸?shù)谝皇中畔⒑蛿?shù)據(jù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)成功與否的重要基礎(chǔ)和保證。一般來說，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由許許多多功能相同或者不同的無線傳感器節(jié)點(diǎn)組成的，每一個節(jié)點(diǎn)由數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理和控制單元、數(shù)據(jù)通信單元以及供電單元構(gòu)成。其中數(shù)據(jù)通信單元負(fù)責(zé)本傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與其他傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或者信息協(xié)調(diào)基站間數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，是傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)與外界(其他節(jié)點(diǎn)或者基站)進(jìn)行信息交流的途徑和通道。目前國際上實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主流發(fā)射機(jī)系統(tǒng)之一是超寬帶短脈沖發(fā)射機(jī)系統(tǒng)。一種較為普遍的提高發(fā)射機(jī)能量效率的方式是使得發(fā)射機(jī)開關(guān)切換工作，即讓整個發(fā)射機(jī)的電源電壓在一段時間內(nèi)打開，而在另一段時間內(nèi)關(guān)閉，并重復(fù)性地進(jìn)行開關(guān)切換循環(huán)。這種方式能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)射機(jī)的高能量效率的利用，但是由于整個發(fā)射機(jī)的電源電壓不停地開關(guān)，在開關(guān)切換的過程中由于需要給各種電容(包括電路工作電容和寄生電容等)充放電操作，因此不僅浪費(fèi)了不必要的能量消耗，而且也降低了發(fā)射機(jī)的工作速度。因此如何實(shí)現(xiàn)一種高能量效率的發(fā)射機(jī)系統(tǒng)架構(gòu)，是實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)射機(jī)實(shí)現(xiàn)低功耗需要重點(diǎn)解決的問題。承上所述，如何避免現(xiàn)有技術(shù)中由于發(fā)射機(jī)開關(guān)切換工作而產(chǎn)生的能量消耗以及較低工作速度，已經(jīng)成為亟待解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種能有效提高能量利用效率與工作速度，避免不必要的能量消耗的超寬帶發(fā)射機(jī)裝置。為達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種超寬帶發(fā)射機(jī)裝置，包括振蕩器模塊，產(chǎn)生高頻振蕩信號；功率放大器驅(qū)動模塊，耦接所述振蕩器模塊與片外發(fā)射天線，接收所述高頻振蕩信號；數(shù)據(jù)輸入模塊，接收數(shù)字基帶數(shù)據(jù)并產(chǎn)生具有超小占空比短脈沖的數(shù)據(jù)信號；以及開關(guān)控制模塊，耦接所述數(shù)據(jù)輸入模塊與所述功率放大器驅(qū)動模塊，接收所述數(shù)據(jù)信號，并根據(jù)所述數(shù)據(jù)信號控制所述功率放大器驅(qū)動模塊周期性地調(diào)制所述高頻振蕩信號以產(chǎn)生超短脈沖信號。進(jìn)一步的，所述超寬帶發(fā)射機(jī)裝置還包括頻率調(diào)諧模塊，耦接所述振蕩器模塊，控制所述振蕩器模塊產(chǎn)生所述高頻振蕩信號。進(jìn)一步的，所述頻率調(diào)諧模塊通過控制位控制所述振蕩器模塊產(chǎn)生所述高頻振蕩頻率。進(jìn)一步的，所述開關(guān)控制模塊根據(jù)所述數(shù)據(jù)信號的周期來驅(qū)動所述功率放大器驅(qū)動模塊，使所述功率放大器驅(qū)動模塊周期性地調(diào)制所述高頻振蕩信號。進(jìn)一步的，所述功率放大器模塊產(chǎn)生所述超短脈沖信號以驅(qū)動所述片外發(fā)射天線的阻抗。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于通過控制發(fā)射機(jī)裝置的功率放大器驅(qū)動模塊這一主要功耗?！K間歇性地在極短的時間內(nèi)工作而在其他時間內(nèi)關(guān)閉，從而有效提高發(fā)射機(jī)裝置的能量利用效率，提升工作速度，節(jié)省功率消耗。


圖I為本發(fā)明一實(shí)施例超寬帶發(fā)射機(jī)裝置的架構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例超寬帶發(fā)射機(jī)裝置的架構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步說明。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。請參考圖1，其顯示本發(fā)明一實(shí)施例的超寬帶發(fā)射機(jī)裝置的架構(gòu)示意圖。超寬帶發(fā)射機(jī)裝置包括振蕩器模塊20、功率放大器驅(qū)動模塊30、數(shù)據(jù)輸入模塊40、開關(guān)控制模塊50。其中，振蕩器模塊20耦接功率放大器驅(qū)動模塊30。振蕩器模塊20產(chǎn)生以一定工作頻率振蕩的正弦波信號，并將該正弦波信號輸出至功率放大器驅(qū)動模塊30。另一方面，數(shù)據(jù)輸入模塊40從數(shù)字基帶10接收正弦波信號并將其轉(zhuǎn)換為超小占空比短脈沖的數(shù)據(jù)信號。開關(guān)控制模塊50耦接數(shù)據(jù)輸入模塊40與功率放大器驅(qū)動模塊30，開關(guān)控制模塊50根據(jù)這一超小占空比的短脈沖數(shù)據(jù)信號來控制功率放大器驅(qū)動模塊30在一個周期內(nèi)間歇性地工作。具體來說，當(dāng)開關(guān)控制模塊50接收到數(shù)據(jù)信號為“I”時，此時開關(guān)控制模塊驅(qū)動功率放大器驅(qū)動模塊工作，功率放大器驅(qū)動模塊30等效處于打開狀態(tài)，放大從振蕩器模塊20傳輸過來的正弦波信號；當(dāng)開關(guān)控制模塊50接收到的數(shù)據(jù)信息為“O”時，此時開關(guān)控制模塊未驅(qū)動功率放大器驅(qū)動模塊30，因此整個功率放大器驅(qū)動模塊30等效處于關(guān)閉狀態(tài)，無法放大從振蕩器模塊20傳輸過來的正弦波信號，從而僅輸出一個被衰減的正弦波信號，或者在極端情況下沒有信號輸出。由此，在數(shù)據(jù)輸入模塊40輸出超小占空比短脈沖數(shù)據(jù)信號的一個脈沖周期內(nèi)，功率放大器驅(qū)動模塊30在開關(guān)控制模塊50的控制下，只在這一脈沖周期內(nèi)的極短時間內(nèi)工作而其他時間保持關(guān)閉，間歇性地調(diào)制由振蕩器模塊20輸出的高頻振蕩信號，從而自然地產(chǎn)生超寬帶所要求的超短脈沖信號，并驅(qū)動片外發(fā)射天線60的阻抗。由于開關(guān)控制模塊50控制功耗較大的功率放大器驅(qū)動模塊30周期間歇性地在極短的時間內(nèi)工作而在其他時間內(nèi)關(guān)閉，節(jié)省了整個超寬帶發(fā)射機(jī)裝置的消耗，提高了功率效率。此外，整個發(fā)射機(jī)裝置的電源電壓也無需不停切換開關(guān)，避免了開關(guān)切換過程中各種電容充放電操作造成的能量浪費(fèi)。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，通過電路實(shí)現(xiàn)，在發(fā)射等量為時，可以將超寬帶短脈沖發(fā)射機(jī)裝置的平均功耗控制在5mA以內(nèi)。請參考圖2，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，超寬帶發(fā)射機(jī)裝置還包括頻率調(diào)諧模塊70。頻率調(diào)諧模塊70耦接振蕩器模塊20，通過η位的控制位控制振蕩器模塊20的工作頻率。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，控制位為5，頻率調(diào)諧模塊70控制振蕩器模塊20的工作頻率在 fl=3. 6GHz、f2=4. I GHz, f 3=4. 6GHz、f4=5. I GHz, f 5=5. 6GHz 之間變化，頻率調(diào)諧模塊 70的作用是提供多個工作頻率選擇，增加了整個超寬帶發(fā)射機(jī)裝置的自由度，以確保超寬帶發(fā)射機(jī)裝置發(fā)射的信號滿足無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的要求。綜上，本發(fā)明所提出的超寬帶發(fā)射機(jī)裝置，通過開關(guān)控制模塊控制功率放大器驅(qū)動模塊在一個周期內(nèi)間歇性地打開和關(guān)閉，能夠有效保持超低功耗的同時進(jìn)一步避免發(fā)射機(jī)裝置不必要的能量消耗，提高發(fā)射機(jī)裝置的工作速度，此外，本發(fā)明通過頻率調(diào)諧模塊控 制振蕩器模塊的工作頻率，更增加了超寬帶發(fā)射機(jī)裝置頻率選擇的自由度。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然所述諸多實(shí)施例僅為了便于說明而舉例而已，并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下可作若干的更動與潤飾，本發(fā)明所主張的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所述為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種超寬帶發(fā)射機(jī)裝置，其特征在于，包括 振蕩器模塊，產(chǎn)生高頻振蕩信號； 功率放大器驅(qū)動模塊，耦接所述振蕩器模塊與片外發(fā)射天線，接收所述高頻振蕩信號; 數(shù)據(jù)輸入模塊，接收數(shù)字基帶的數(shù)據(jù)信息并產(chǎn)生具有超小占空比短脈沖的數(shù)據(jù)信號；以及 開關(guān)控制模塊，耦接所述數(shù)據(jù)輸入模塊與所述功率放大器驅(qū)動模塊，接收所述數(shù)據(jù)信號，并根據(jù)所述數(shù)據(jù)信號控制所述功率放大器驅(qū)動模塊周期性地調(diào)制所述高頻振蕩信號以產(chǎn)生超短脈沖信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超寬帶發(fā)射機(jī)裝置，其特征在于，還包括 頻率調(diào)諧模塊，耦接所述振蕩器模塊，控制所述振蕩器模塊產(chǎn)生所述高頻振蕩信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超寬帶發(fā)射機(jī)裝置，其特征在于，所述頻率調(diào)諧模塊通過控制位控制所述振蕩器模塊產(chǎn)生所述高頻振蕩頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超寬帶發(fā)射機(jī)裝置，其特征在于，所述開關(guān)控制模塊根據(jù)所述數(shù)據(jù)信號的周期來驅(qū)動所述功率放大器驅(qū)動模塊，使所述功率放大器驅(qū)動模塊周期性地調(diào)制所述高頻振蕩信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超寬帶發(fā)射機(jī)裝置所述功率放大器模塊產(chǎn)生所述超短脈沖信號以驅(qū)動所述片外發(fā)射天線的阻抗。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超寬帶發(fā)射機(jī)裝置，包括振蕩器模塊，功率放大器驅(qū)動模塊，數(shù)據(jù)輸入模塊以及開關(guān)控制模塊。振蕩器模塊產(chǎn)生高頻振蕩信號；功率放大器驅(qū)動模塊接收高頻振蕩信號；數(shù)據(jù)輸入模塊，接收數(shù)字基帶數(shù)據(jù)并產(chǎn)生具有超小占空比短脈沖的數(shù)據(jù)信號；開關(guān)控制模塊，根據(jù)數(shù)據(jù)信號控制功率放大器驅(qū)動模塊周期性地工作，從而自然地產(chǎn)生超寬帶所要求的超短脈沖信號。本發(fā)明充分利用了超寬帶的超短脈沖特性，極大地節(jié)省了發(fā)射機(jī)裝置的功耗，提高了功率效率。
文檔編號H04B1/02GK102891691SQ20121041377
公開日2013年1月23日 申請日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者李琛 申請人:上海集成電路研發(fā)中心有限公司